Un ami pourrait vous recommander une bonne nuit de sommeil lorsque vous vous sentez malade. Ce remède simple est en réalité fondé sur la science - et une nouvelle étude montre qu'il pourrait être intégré à l'ADN, du moins dans les mouches des fruits.
Il existe une corrélation établie entre le sommeil et le système immunitaire, mais les scientifiques ont eu du mal à définir la relation. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs s'est rapprochée de la nécessité d'établir un lien clair. Selon un article publié aujourd'hui dans Science, ils ont découvert dans les mouches des fruits un seul gène qui stimule le sommeil lorsque les insectes sont malades ou épuisés.
L’équipe, dirigée par Amita Sehgal, neuroscientifique à l’Université de Pennsylvanie, a surnommé le gène nemuri, un mot japonais qui signifie sommeil. Alors que les tests précédents ont identifié des gènes qui réduisent le sommeil quand ils sont absents, il s'agit de la première étude sur les mouches visant à identifier un gène unique qui, lorsqu'il est hyperactif, améliore le sommeil. Une abondance de nemuri a également aidé les mouches à combattre l’infection, établissant un lien clair entre ce gène du sommeil et le système immunitaire.
"C'est une avancée assez importante en ce sens qu'elle crée un lien mécanique entre ces deux choses complètement différentes - le sommeil et la réponse immunitaire - qui semblent être très liées", a déclaré Grigorios Oikonomou, un neuroscientifique qui étudie la génétique du sommeil chez le poisson zèbre en Californie Institute of Technology, mais n’a pas participé à cette expérience.
Combien de mouches a-t-il fallu pour identifier ce gène unique, ce qui pourrait nous aider à démêler le lien entre sommeil et immunité? Selon l'estimation de Sehgal, près d'un million. Des milliers de groupes de mouches ont été conçus pour exprimer différents gènes en ajoutant un médicament au régime typique des insectes: farine de maïs, mélasse, levure et gélose.
Il se trouve que les mouches sont des créatures endormies. Au laboratoire, ils somnolent environ 11 heures par jour. Le "sommeil" des mouches est défini comme une immobilité de cinq minutes ou plus, qui peut être mesurée par suivi vidéo ou en vérifiant si leur mouvement casse un faisceau infrarouge dans la maison de leur tube à essai. Les chercheurs ont surveillé 8 015 différents types de mouches génétiquement modifiées au cours de leur sommeil, mais après un long processus d'élimination, un seul groupe a dormi de manière spectaculaire le sommeil.
Ces groupes éloignés - le groupe nemuri - accumulent 17 à 20 heures de sommeil par jour.
«Nous avons été très surpris de n'avoir reçu qu'un [gène sur 8 000]», déclare Sehgal.
Les chercheurs ont également testé la «profondeur de sommeil» ou la facilité avec laquelle les mouches se réveillaient quand un maillet en plastique tombait sur le conteneur dans lequel elles étaient logées. Le choc suffisait à faire sortir plus de 94% des mouches ordinaires de leur sommeil. En revanche, plus de 80% des mouches boostées par des nemuri dormaient à travers la raquette.
Nemuri est bon pour plus que pour induire un sommeil profond: les mouches avec nemuri supplémentaire étaient meilleures pour lutter contre la grippe. Lorsqu'elles sont infectées par deux types de bactéries mortelles, les mouches dopées au nemuri survivent plus longtemps que leurs homologues exprimant le nemuri à des niveaux normaux.
Il s'avère que le nemuri fonctionne également comme un peptide antimicrobien (AMP), ce qui signifie qu'il est très efficace pour tuer les microbes par lui-même. Les mouches exprimant le gène à des niveaux typiques avaient des traces presque indétectables de l'AMP. Ce qui a poussé les cerveaux des mouches normales à extraire davantage de nemuri était la privation de sommeil - en étant secoué à peu près toutes les 20 secondes - et la maladie.
Sehgal a expliqué que ces résultats indiquent que «la régulation du sommeil est étroitement liée au système immunitaire, en particulier à la manière dont le corps traite la privation de sommeil».
Trouver une molécule qui a évolué pour induire le sommeil et qui possède également une fonction distincte d'élimination des microbes «est très suggestif du fait que dormir est bon pour la santé», déclare Oikonomou, co-auteur d'un article de perspective dans Science : accompagne l'étude de Sehgal.
Avoir beaucoup de nemuri induit clairement le sommeil, mais l’équipe a également voulu savoir si le sommeil des mouches serait affecté si le nemuri était éliminé complètement. Pour tester cela, l'équipe de Sehgal a élevé des mouches mutantes dépourvues des deux copies du gène nemuri, de sorte qu'elles étaient complètement incapables de fabriquer ses avantages antimicrobiens. Les mouches mutantes dépourvues de nemuri ont la même quantité de sommeil que leurs homologues normales, mais possèdent l'étude, mais l'étude a révélé que les mutants étaient plus facilement réveillés par des éclairs ou une odeur étrangère et étaient plus lents à se rendormir.
Les mouches possédant le gène Nemuri dormaient plus longtemps après être tombées malades. Mais, dit Sehgal, les mutants "ne meurent pas avant les contrôles, et nous pensons que c'est parce qu'il y a d'autres facteurs qui compensent."
En d'autres termes, le gène nemuri n'est pas le gène ultime, indispensable à l'endormissement ou à l'immunité. Sans elle, les mouches sont encore capables de dormir, bien que de manière plus agile, et leur absence ne semble pas les empêcher de résister à l'infection.
Chiara Cirelli, une neuroscientifique de l'Université de Wisconsin-Madison qui n'a pas participé à l'étude, souhaite voir quels sont les effets du gène nemuri à des niveaux moins extrêmes.
«Nous savions qu'il y avait une corrélation, mais ici, nous avons un modèle animal, nous avons un gène spécifique, nous pouvons commencer à poser ces questions plus mécanistes», dit-elle. L'étude ouvre de nouvelles voies de recherche pour approfondir la relation entre le sommeil et le système immunitaire, explique Cirelli.
Sehgal voudrait également savoir quelles autres espèces, y compris les humains, possèdent un nemuri ou un gène similaire. Une étude plus approfondie de nemuri et de sa protéine de lutte contre les microbes pourrait conduire à «une meilleure drogue du sommeil», spécule Oikonomou, peut-être avec moins d’effets secondaires que ce qui est actuellement sur le marché.
