On ne « sent » plus rien, l’évolution nous a joué un mauvais tour …

La plupart des animaux disposent d’un organe olfactif auxiliaire extrêmement sensible qui détecte la présence infime de molécules chimiques comme les phéromones sexuels. Il s’agit de l’organe voméronasal (VNO) qui tire son nom de celui de l’os sur lequel est attaché le cartilage séparant les deux narines. Cet organe olfactif particulier, directement lié à l’amygdale, dans le cerveau, par des neurones spécialisés, n’existe pas chez l’homme qui a perdu de ce fait le pouvoir de détecter les phéromones sexuels et bien d’autres stimuli chimiques volatils ou non. En fait, chez de nombreux animaux, cet organe particulier est sensible non pas à des signaux volatils mais au contraire à des molécules chimiques peu ou pas volatiles qui l’atteignent via un canal situé au niveau du palais, que ce soit chez les reptiles, les singes du Nouveau Monde ou les rongeurs. C’est justement avec la souris que le rôle particulier de ce détecteur a été étudié par une équipe de biologistes de l’Université de Genève afin de déterminer quel pouvait être son implication dans le comportement social de cet animal de laboratoire.

Outre les phéromones sexuelles, d’autres signaux sont détectés par la souris comme la présence parmi ses congénères d’un sujet malade. Cette aptitude à détecter un danger de contagion rappelle l’histoire de cette dame à chien-chien souffrant d’une tumeur de la peau qui avait signalé à son médecin que son chien reniflait précisément la zone de sa peau envahie par cette tumeur. Inutile d’envisager de dresser un chien détecteur de tumeurs, ce serait infiniment long et coûteux, mais pour les souris cette piste a été explorée par l’équipe du Docteur Ivan Rodriguez partant du fait que les souris s’éloignent systématiquement d’une autre souris malade.

Pour préciser ce mécanisme d’évitement reposant sur l’odorat une première étape a consisté à déclencher une inflammation artificielle en injectant un antigène pyrogène à une souris. Les souris saines évitent systématiquement la souris souffrant d’inflammation comme l’indique la figure ci-dessous :

Le cercle orangé schématise la présence d’une souris à qui on a injecté un lipo-polysaccharide (LPS) pyrogène d’origine bactérienne et le cercle vert schématise la présence d’une souris saine. On remarque que les trajets d’investigation de la souris évitent systématiquement la souris souffrant d’inflammation. Le même résultat est obtenu en imbibant des petits carrés de papier buvard avec de l’urine de souris saine ou de souris traitée avec du LPS. Le signal chimique se trouve donc au moins dans l’urine. Ce que l’on sait de l’organe voméronasal est qu’il comporte un nombre limité de neurones et que ces derniers sont spécialisés pour la détection d’un agent chimique particulier. Il ne s’agit pas d’une hypothèse mais bien d’un fait réel qui a été démontré avec des petits peptides (de courts enchainements d’aminoacides) dont la fonction N-terminale était bloquée par formylation. Ces petits peptides sont le plus souvent sécrétés par des bactéries Gram-négatives. Dans le cas d’un stress inflammatoire, on trouve également dans l’urine divers indicateurs chimiques non volatils reconnus par ces neurones extrêmement sensibles.

Ces neurones particuliers disposent de 7 récepteurs différents qui ne sont exprimés que dans les terminaisons olfactives de l’organe voméronasal. L’équipe du Docteur Ivan Rodriguez a pu disposer de souris génétiquement modifiées qui n’expriment plus ces récepteurs particuliers. Elles n’arrivent plus à différencier leurs congénères malades ni à détecter les phéromones sexuelles.

Le challenge serait de disposer de ces protéines réceptrices susceptibles de transmettre un signal électrique à un support adéquat lorsqu’elles se trouvent en contact avec ces substances car les applications potentielles sont immenses pour la détection de toutes sortes d’affections, en quelque sorte des puces bio-électroniques capables de déceler un cancer, une infection virale ou bactérienne ou tout simplement un stress. À n’en pas douter dans quelques années nous disposerons de ce genre de détecteurs nous mettant immédiatement en garde devant le danger de côtoyer de trop près un passant, un sens lié à l’odorat que nous avons perdu avec l’évolution car nous ne disposons plus, comme la plupart des primates, d’organe voméronasal.

Sources : Articles à la disposition de mes lecteurs curieux aimablement communiqués par le Docteur Rodriguez, vivement remercié ici. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.11.061 , http://dx.doi.org/10.1016/j.mcn.2013.04.008, doi:10.1038/nature08029