La signalisation de l'adénosine aux astrocytes coordonne le métabolisme et la fonction cérébrale

Résumé Le calcul cérébral effectué par des milliards de cellules nerveuses repose sur un approvisionnement suffisant et ininterrompu en nutriments et en oxygène 1,2 . Les astrocytes, les voisins gliaux omniprésents des neurones, régulent l'absorption et le métabolisme du glucose cérébral 3,4 , mais les mécanismes exacts de couplage métabolique entre les neurones et les astrocytes qui garantissent un soutien à la demande des besoins énergétiques neuronaux ne sont pas entièrement compris 5,6 . Ici, nous montrons, en utilisant des modèles animaux expérimentaux in vitro et in vivo, que l'activation métabolique dépendante de l'activité neuronale des astrocytes est médiée par le neuromodulateur adénosine agissant sur les récepteurs A2B astrocytaires. La stimulation des récepteurs A2B recrute la voie de signalisation canonique du cycle d'adénosine 3′,5′-monophosphate–kinase A, entraînant une activation rapide du métabolisme du glucose des astrocytes et la libération de lactate, qui complète le pool extracellulaire de substrats énergétiques facilement disponibles. Des modèles murins expérimentaux impliquant la suppression conditionnelle du gène codant pour les récepteurs A2B dans les astrocytes ont montré que la signalisation métabolique médiée par l'adénosine est essentielle pour maintenir la fonction synaptique, notamment dans des conditions de forte demande énergétique ou d'approvisionnement énergétique réduit. La réduction de l'expression des récepteurs A2B dans les astrocytes a entraîné une reprogrammation majeure du métabolisme énergétique cérébral, empêché la plasticité synaptique dans l'hippocampe, gravement altéré la mémoire de reconnaissance et perturbé le sommeil. Ces données identifient le récepteur A2B de l'adénosine comme un capteur astrocytaire de l'activité neuronale et montrent que la signalisation cAMP dans les astrocytes ajuste le métabolisme énergétique cérébral pour soutenir ses fonctions fondamentales telles que le sommeil et la mémoire.