Assemblage des neurones du cerveau : logique et mécanismes du guidage axonal

Dans l'embryon, l’élongation des axones est guidée par des molécules chimio-attractives et chimio-répulsives. Dans les années 1990, quatre familles canoniques de protéines impliquées dans l’orientation des axones en croissance ont été découvertes : nétrines, sémaphorines, ephrines et protéines slit. Ces molécules sont conservées dans l’évolution, et peuvent être bifonctionnelles, attirant certains axones et en repoussant d’autres. Des morphogènes (membres des familles Hedgehog, Wnt et BMP) et des facteurs de croissance sont également impliqués. D'autres signaux de guidage axonal continuent d'être identifiés (notamment des membres de la superfamille des immunoglobulines), mais toutes ces molécules ne peuvent rendre totalement compte du cheminement d’un axone depuis son origine jusqu’à sa cible, ce qui indique que notre connaissance de ces signaux est encore incomplète. Des mutations de gènes codant pour des molécules de guidage axonal ont été identifiées dans plusieurs maladies neurologiques familiales. Pour parcourir de longues distances, les axones doivent traverser des cibles intermédiaires. L'axone est d'abord attiré par la cible, puis, quand il l’atteint, repoussé par elle, ce qui lui permet de poursuivre son trajet. Les mécanismes permettant l’alternance entre attraction et répulsion des axones par une cible intermédiaire sont encore mal compris, mais ils font l’objet de recherches très actives, car leur compréhension pourrait être mise à profit pour tenter de réparer des lésions axonales.