Prix Cerveau en tête 2021: Molly Stanley

Une étude sur les mouches à fruits explique comment le goût acide est ressenti et peut favoriser l’alimentation

Une publication dirigée par la stagiaire post-doctorale Molly Stanley et son équipe de l’Université de la Colombie-Britannique est la première à décrire un circuit neuronal sensoriel pour l’attraction gustative de l’acide. Le goût acide a été étudié presque exclusivement comme une modalité gustative aversive, mais des travaux récents sur la drosophile démontrent que l’acide lactique au goût acide est attrayant à des concentrations écologiquement pertinentes. Cette recherche montre que l’acide lactique est détecté par les neurones du goût sucré et ajoute des données moléculaires et cellulaires pour soutenir l’idée que l’«acide» est à la fois une modalité gustative attractive et aversive, en fonction de l’acide et de sa concentration. En outre, l’acide lactique peut fournir de l’énergie aux mouches affamées au moment de sa consommation.

Les chercheurs ont montré que deux classes différentes de neurones du goût sucré détectent l’acide lactique, ce qui entraîne deux phases distinctes, mécaniquement séparables, d’apparition et de disparition du stimulus. Un type de récepteur est le principal médiateur de la réponse au stimulus, il est spécifique à l’anion lactate et déclenche l’alimentation. À l’inverse, une autre catégorie de récepteurs médient une réponse d’élimination non spécifique à un pH faible qui a principalement un impact sur l’ingestion. Alors que les mutations dans l’une ou l’autre des familles de récepteurs avaient des impacts marginaux sur l’alimentation, l’attraction de l’acide lactique était complètement abolie dans les mutants combinés. Ainsi, des composants spécifiques de l’acide lactique sont détectés par deux classes de récepteurs pour activer un seul ensemble de neurones sensoriels de manière physiologiquement distincte, ce qui conduit finalement à une attraction comportementale robuste.

L’impact de cette publication va de la redéfinition de notre conception de l’acide lactique en tant que modalité gustative jusqu’à son impact potentiel sur la santé humaine. En outre, cette publication est la première à décrire que les neurones gustatifs présentent à la fois des réponses « ON » et « OFF », ce qui est une caractéristique de certains neurones sensoriels non chimiques. Récemment, un autre groupe a confirmé la présence de réponses « ON » et « OFF » dans les neurones du goût amer, ce qui change notre façon de voir le codage temporel des informations gustatives dans le système nerveux. Un autre résultat inattendu a été que deux classes différentes de récepteurs médiaient la réponse à l’acide lactique via la détection du lactate par rapport au pH. Trouver le récepteur du goût «acide» a été un défi majeur dans la recherche sur les mammifères, et l’accent a été mis spécifiquement sur les canaux à protons. Ces résultats suggèrent que, même si les protons et le pH sont impliqués, il existe probablement un mécanisme à double récepteur pour la détection des acides par les cellules chimiosensorielles, ce qui peut orienter les travaux futurs chez les mammifères. Enfin, un projet de suivi de cette publication étudiera le goût de l’acide lactique chez les moustiques vecteurs de maladies, car l’acide lactique sur la peau humaine peut être un déclencheur important de la piqûre et de l’alimentation. La découverte des mécanismes moléculaires et cellulaires de l’attraction gustative de l’acide lactique chez la mouche à fruits, étroitement apparentée, constitue un point de départ pour étudier cette voie chez les moustiques mortels.

Dr Molly Stanley

Molly Stanley, boursière post-doctorale, a travaillé sur ce projet dans le laboratoire du Dr Michael Gordon, à l’Université de Colombie-Britannique. Elle a participé à toutes les étapes de ce projet, de la conceptualisation à la publication. Son superviseur et elle-même ont conjointement trouvé l’idée du projet ainsi que l’approche méthodologique. Elle a réalisé ou supervisé toutes les expériences d’imagerie et de comportement. Elle a analysé toutes les données, produit les figures et les graphiques et rédigé le manuscrit avec l’aide de son superviseur et de ses collègues. Le Dr Stanley termine actuellement son stage post-doctoral et se dirige vers un poste de professeur permanent à l’Université du Vermont, où elle poursuivra l’étude des connexions entre l’alimentation et le cerveau en utilisant la mouche à fruits comme organisme modèle.

Sources de financement

Ce travail a été financé par la subvention de fonctionnement FDN-148424 des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC).