Un animal marin si simple qu’il ressemble à une crêpe tachetée pourrait détenir le secret de l’origine des neurones.

Les placozoaires sont l’une des cinq principales branches d’animaux, avec les bilatériens (qui comprennent tout, des vers aux humains), les cnidaires (coraux et méduses), les éponges et les cténophores (gelées en peigne). Ce sont les plus élémentaires du groupe, constitués de taches de cellules d’un millimètre de long sans organes ni parties du corps. Ils se déplacent dans l’eau à l’aide de cils – de minuscules structures ressemblant à des cheveux – absorbent les nutriments en engloutissant les particules et se reproduisent simplement en faisant germer une nouvelle progéniture.

Les placozoaires se sont séparés des autres animaux il y a environ 800 millions d’années et seules quelques espèces sont connues. Mais de nouvelles recherches ont montré que ces créatures sans prétention pourraient détenir la clé de l’évolution éventuelle du système nerveux. Il s’avère que les placozoaires contiennent des cellules qui présentent des similitudes frappantes avec les neurones, même si elles sont loin d’être aussi complexes.

« Nos résultats cadrent avec l’idée selon laquelle les neurones sont un type de cellule très complexe qui a évolué de manière progressive », explique l’auteur de l’étude. Xavier Grau-Bové, chercheur postdoctoral au Centre de régulation génomique de Barcelone, a déclaré à Drumpe. « Nous voyons peut-être les restes de quelque chose qui, lorsque nous avons divergé avec les placozoaires, était une sorte de neurone ancestral avec probablement une fonction différente. »

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Grau-Bové et ses collègues se sont lancés dans une étude génétique systématique de tous les types cellulaires des placozoaires. La biologie cellulaire de ces petits organismes n’a que rarement été étudiée, dit-il : « Nous partons pratiquement de rien ».

Les chercheurs ont cartographié neuf types de cellules principaux et plusieurs types de cellules intermédiaires, mais le plus intrigant s’est avéré être un sous-ensemble appelé cellules peptidergiques. Ces cellules contribuent aux mouvements des placozoaires en libérant de courtes chaînes d’acides aminés appelées peptides. La stimulation avec différents peptides amène les placozoaires à modifier leur forme et leur mouvement ; par exemple, ils peuvent s’aplatir, onduler ou se froisser, selon Recherche 2018.

Les cellules peptidergiques ont montré des similitudes surprenantes avec les neurones qui composent le système nerveux des animaux comme les humains. En particulier, ils possèdent les protéines qui construisent ce que les scientifiques appellent « l’échafaudage pré-synaptique ». Les neurones communiquent en libérant des produits chimiques à travers un espace appelé synapse. Les cellules peptidergiques n’ont pas de synapses, mais elles possèdent des complexes protéiques similaires à ceux des neurones qui permettent aux produits chimiques de s’accumuler puis d’être libérés.

« Nous ne savons pas encore exactement ce que fait cet échafaudage dans ces organismes », a déclaré Grau-Bové. « Nous savons simplement que cela s’exprime là-bas. »

L’équipe a découvert que ces cellules peptidergiques se développaient de la même manière que les neurones. Ils ont également observé la messagerie de cellule à cellule utilisant des neuropeptides, qui sont des chaînes d’acides aminés utilisées par les neurones dans leurs propres systèmes de messagerie.

L’origine des neurones reste une question controversée parmi les biologistes. Les éponges n’en ont pas, et les gelées en peigne ont des neurones qui paraître extrêmement différent des autres animaux‘, tandis que les systèmes nerveux cnidaire et bilatéral ont plus en commun. Il n’est pas clair si l’ancêtre commun de tous ces animaux avait un système nerveux et que certaines lignées, comme les éponges, l’ont ensuite abandonné, ou si le système nerveux a évolué séparément en plusieurs lignées après leur divergence.

D’autres études sur les cténophores et leur étrange système nerveux seront nécessaires pour répondre à cette question, a déclaré Grau-Bové, mais la nouvelle recherche suggère une évolution lente et régulière des neurones à partir d’une cellule plus simple spécialisée dans la communication et la messagerie.

Les résultats ont été publiés aujourd’hui (19 septembre) dans la revue Cellule.