Les scientifiques découvrent de nouveaux détails sur le développement de l'odorat

Les chiens, connus pour leur odorat extraordinaire, peuvent être entraînés à utiliser leurs renifleurs sensibles pour trouver des drogues, des bombes, des punaises de lit, des randonneurs disparus et même le cancer. Parmi les chiens et les autres animaux qui dépendent de l'odorat, au moins un facteur qui peut leur donner un avantage est une feuille de tissu dans la cavité nasale.

Chez l'homme, ce tissu – appelé épithélium olfactif – est une seule feuille plate recouvrant le toit de la cavité nasale. Chez le chien, cependant, l'épithélium olfactif forme un labyrinthe complexe, se pliant et se recourbant sur un certain nombre de protubérances osseuses, appelées cornets, qui se forment dans la cavité nasale. L'épithélium olfactif contient des neurones spécialisés qui se lient aux molécules odorantes et envoient au cerveau des signaux interprétés comme une odeur. Les chiens ont des centaines de millions de neurones de plus que les humains. On suppose que cette complexité structurelle supplémentaire est responsable de la capacité supérieure des chiens à sentir. Mais, étonnamment, cela n'a jamais été démontré scientifiquement.

Maintenant, des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Washington à St. Louis ont découvert de nouveaux détails sur le développement de l'épithélium olfactif. Les nouvelles connaissances pourraient aider les scientifiques à prouver que les cornets et la plus grande surface de l’épithélium olfactif qui en résulte sont une raison définitive pour laquelle les chiens sentent si bien.

«Nous pensons que la surface de la feuille dépend de l'odeur des animaux et des types d'odeurs qu'ils peuvent détecter», a déclaré David M. Ornitz, MD, Ph.D. les anciens Professeur de biologie du développement. "Une des raisons pour lesquelles nous pensons que cela découle de la complexité de ces cornets. Les animaux que nous considérons comme ayant un grand sens de l'odorat ont des systèmes de turbinate vraiment complexes. "

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L'étude, publiée le 9 août dans la revue Developmental Cell, pourrait également aider à répondre à une question évolutive de longue date: comment l'odorat des animaux est-il devenu si variable? La façon dont ces capacités sont venues à diverger au cours de l'histoire de l'évolution reste un mystère. Comprendre ces signaux pourrait aider les scientifiques à comprendre comment les chiens ont évolué vers un système olfactif extraordinaire et les humains ont eu un retard de croissance relativement élevé.

Le premier auteur, Lu M. Yang, étudiant diplômé du laboratoire d'Ornitz, a découvert qu'une cellule souche nouvellement découverte et que les chercheurs appelaient cellules FEP contrôlent la taille de la surface de l'épithélium olfactif. Ces cellules souches envoient également une molécule de signalisation spécifique aux cornets sous-jacents, leur disant de se développer. Les preuves suggèrent que cette diaphonie de signalisation entre l'épithélium et les cornets régule l'échelle du système olfactif qui finit par se développer, aboutissant parfois à des épithéliums olfactifs avec de plus grandes surfaces, comme chez le chien.

Lorsque les cellules souches ne peuvent pas signaler correctement, la croissance des cornets et la surface de l'épithélium olfactif subissent un développement arrêté. Pour étudier cela en laboratoire, les souris présentant un retard de croissance olfactif pourraient, en théorie, être comparées à des souris typiques pour en savoir plus sur la manière dont ces signaux régissent la complexité finale du système olfactif d'un animal.

"Avant notre étude, nous ne savions pas comment l'épithélium se développe à partir d'une minuscule parcelle de cellules vers une grande feuille qui se développe conjointement avec des cornets complexes", a déclaré Yang. "Nous pouvons l'utiliser pour comprendre pourquoi les chiens, par exemple, ont un si bon sens de l'odorat. Ils ont des structures de turbines extrêmement complexes, et nous connaissons maintenant certains détails sur le développement de ces structures. "

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Ce travail a été financé par la March of Dimes Foundation; les National Institutes of Health (NIH), les numéros de subvention HL111190 et DC012825; le département de biologie du développement de l'université de Washington; le laboratoire de neuroimagerie HAFE Center Alafi, numéro d'attribution NCRR 1S10RR027552; et le Center for Cellular Imaging de l’Université de Washington pour enfants de l’Université de Washington, sous les numéros CDI-CORE-2015-505 et NS086741.

Yang LM, Huh S, Ornitz DM. Les progéniteurs épithéliaux olfactifs FGF20-Expressing, Wnt-Responsive régulent la croissance des turbinats sous-jacents pour optimiser la surface. Cellule Développementale 9 août 2018.

Les 1300 professeurs de la faculté de médecine de l 'Université de Washington sont également le personnel médical de Barnes-Jewish et St. Louis Children hôpitaux. L'École de médecine est un chef de file dans la recherche médicale, l'enseignement et les soins aux patients, se classant parmi les 10 meilleures écoles de médecine du pays par le US News & World Report. Grâce à ses affiliations avec les hôpitaux Barnes-Jewish et St. Louis Children, la School of Medicine est liée à BJC HealthCare .

Initialement publié par la School of Medicine

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