Alzheimer: une étude se concentre sur le maillon le plus faible du cerveau
La maladie d'Alzheimer est une forme de déclin neurocognitif qui touche des millions de personnes dans le monde. La cause exacte n’est pas claire, mais de nouvelles recherches découvrent les mécanismes qui permettent à la maladie d’Alzheimer de s’établir dans le cerveau.
Dans la maladie d’Alzheimer, comme dans d’autres formes de démence, une caractéristique déterminante est l’accumulation de certaines protéines toxiques dans le cerveau.
Ces protéines s'agrègent en plaques qui perturbent la communication entre les cellules cérébrales, améliorant ainsi les problèmes cognitifs et d'autres problèmes.
Le plus souvent, les chercheurs identifient la protéine bêta-amyloïde comme le principal coupable de ce processus perturbateur.
Cependant, une autre protéine, appelée tau, est tout aussi importante.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs d'une série d'institutions académiques, notamment l'Ohio State University à Columbus, le Columbia University Medical Center à New York, NY et l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, ont constaté que le tau s'accumule préférentiellement autour d'un type spécifique de neurone.
Les enquêteurs ont également révélé que certains profils génétiques peuvent prédisposer une personne à des agrégations de tau autour de ces cellules.
Co-auteur principal de l'étude Hongjun (Harry) Fu - maintenant professeur adjoint au département de neurosciences de l'Ohio State University - et ses collègues rapportent leurs conclusions dans un article récemment publié dans Neuroscience de la nature.
Les cellules cérébrales les plus vulnérables
Le cerveau contient différents types de cellules. Les deux plus importants sont les neurones, qui communiquent des informations et jouent un rôle clé dans la fonction cognitive, et les cellules gliales, qui ont plusieurs rôles, notamment le soutien et la protection des neurones et les connexions entre eux.
Les neurones se divisent en deux types: excitateurs, qui déclenchent des impulsions électriques, et inhibiteurs, qui équilibrent l'activité des neurones excitateurs.
En étudiant le phénomène d'accumulation de protéines tau dans un modèle murin, ainsi que dans le cerveau des personnes qui ont reçu des diagnostics d'Alzheimer, Fu et ses collègues ont découvert que les neurones excitateurs étaient les plus exposés à l'effet perturbateur de cette protéine.
«L'accumulation d'agrégats tau mal repliés est une caractéristique déterminante de la maladie d'Alzheimer et de la dégénérescence lobaire frontotemporale liée au tau», écrivent les chercheurs, ajoutant: «Plusieurs types de neurones ont été signalés comme étant particulièrement vulnérables dans [la maladie d'Alzheimer], le syndrome de Down, et [dégénérescence lobaire frontotemporale]. »
«La distribution des neurones vulnérables à la tauopathie suit un schéma séquentiel qui suggère que les populations de cellules dans différentes régions du cerveau sont sélectivement à risque. Plus précisément, la morphologie et l'emplacement des cellules dans le cortex entorhinal et l'hippocampe qui accumulent le tau […] suggèrent que les neurones excitateurs sont préférentiellement impactés.
Suite à cette découverte, les chercheurs ont compilé des analyses génétiques basées sur les données de personnes qui n'avaient ni la maladie d'Alzheimer ni aucun autre problème neurologique.
Les chercheurs ont remarqué d'importantes différences génétiques entre les neurones excitateurs et inhibiteurs, qui, selon eux, pourraient expliquer pourquoi les premiers sont plus exposés à l'agrégation tau.
Les gènes pourraient-ils expliquer le phénomène?
Plus précisément, les chercheurs ont découvert qu'un gène, SAC3, qui régule la clairance de la protéine tau dans le cerveau, peut fournir la clé de la sensibilité des neurones excitateurs à la formation de plaques toxiques.
SAC3 l'expression, explique l'équipe, était beaucoup plus élevée dans les cellules neuronales que dans les cellules non neuronales. Parmi les neurones, l'expression était la plus élevée dans le type inhibiteur, ce qui suggère que cela pourrait expliquer leur vulnérabilité réduite aux agrégats tau.
«Nous pensons qu’il existe une différence intrinsèque très précoce dans les cellules cérébrales qui sont sujettes à l’accumulation de protéines tau, ce qui peut expliquer pourquoi seuls certains neurones et régions du cerveau sont vulnérables à ce problème au début de la maladie d’Alzheimer», déclare Fu.
«Si nous pouvons comprendre les déterminants moléculaires sous-jacents à la vulnérabilité à cette maladie, cela nous aidera à mieux comprendre le développement de la maladie d'Alzheimer et pourrait potentiellement conduire à des techniques de détection précoce et de traitement ciblé», ajoute-t-il.
À l’avenir, les chercheurs visent à se concentrer sur la manière dont les interactions entre certains gènes pourraient influencer les mécanismes spécifiques d’Alzheimer et améliorer la vulnérabilité des cellules cérébrales aux plaques toxiques.
Les chercheurs notent que les cellules cérébrales autres que les neurones jouent probablement un rôle important dans la progression des maladies neurodégénératives, y compris la maladie d'Alzheimer.
«D'autres cellules cérébrales, y compris la microglie, les astrocytes et les oligodendrocytes, se sont également avérées jouer un rôle important dans le développement de la maladie d'Alzheimer», note Fu, ajoutant: «Nous sommes très intéressés de comprendre comment ces cellules communiquent entre elles et affectent la vulnérabilité de certains neurones.
Le chercheur explique: «Les facteurs environnementaux, les lésions cérébrales, le diabète, le manque de sommeil, la dépression et d'autres facteurs extérieurs ont également été liés à une vulnérabilité accrue à la maladie d'Alzheimer», poursuivant: «Nous voulons comprendre comment les différences intrinsèques interagissent avec ces influences extérieures.»
