Alzheimer: Protéger la «centrale» des cellules peut alimenter un nouveau traitement

Les blessures à la mitochondrie – minuscules puissances à l’intérieur des cellules qui leur fournissent de l’énergie – déclenchent des événements qui se produisent tôt dans la maladie d’Alzheimer et peuvent offrir une cible prometteuse pour le traitement.

mitochondrie

Ainsi conclut une nouvelle étude publiée dans le journal qui montre comment oligomères bêta-amyloïde – une protéine hautement toxique – perturbe les mitochondries.

L’étude révèle également comment un prétraitement pourrait protéger les cellules du cerveau humain contre de tels dommages.

«Les mitochondries», explique le Dr Diego Mastroeni, professeur adjoint à l’Université d’État de l’Arizona à Tempe, «sont la principale source d’énergie dans les cellules cérébrales et les déficiences du métabolisme énergétique ont été l’un des premiers événements de la maladie d’Alzheimer. pathobiologie. « 

La maladie d’Alzheimer est une maladie dévastatrice qui détruit le tissu cérébral et prive les gens de leur capacité de penser, de se souvenir, de prendre des décisions, de socialiser et de vivre de façon autonome.

C’est la forme la plus courante de démence et la sixième cause de décès aux États-Unis, où plus de 5 millions de personnes ont la maladie.

Le fardeau de la maladie d’Alzheimer aux États-Unis augmente à mesure que la population vieillit. Le coût de la maladie d’Alzheimer et d’autres démences devrait passer de 259 milliards de dollars à 1,1 billion de dollars entre 2017 et 2050.

Au fur et à mesure de son évolution, la maladie modifie la biologie et la chimie du cerveau, provoquant la mort des cellules nerveuses, ou neurones, et la rétraction des tissus.

Il n’y a actuellement aucun remède ou traitement efficace qui ralentit de manière significative la progression de la maladie d’Alzheimer.

On sait que des signes de changement précoce des tissus sont en train de se manifester avant l’apparition des symptômes comportementaux de la maladie d’Alzheimer; Cependant, malgré de fortes théories, les causes exactes demeurent un mystère.

Bêta-amyloïde et la maladie d’Alzheimer

Une théorie dominante sur les origines de la maladie d’Alzheimer propose que l’accumulation de fragments de protéines collantes appelées amyloïdes bêta déclenche la chaîne des événements dans le cerveau qui mène à la maladie.

La principale preuve à l’appui de cette théorie amyloïde est que les autopsies cérébrales de personnes décédées avec la maladie d’Alzheimer ont deux types distincts d’accumulations anormales de protéines: les enchevêtrements à l’intérieur des cellules et les plaques entre les cellules.

Ces caractéristiques de la maladie d’Alzheimer ont été trouvées principalement dans l’hippocampe, le néocortex et d’autres parties du cerveau qui se trouvent sous le cortex et sont importantes pour la pensée, la mémoire et l’apprentissage.

Cependant, comme la recherche a approfondi la maladie et ses causes possibles, des problèmes avec la théorie de l’amyloïde ont émergé, disent les auteurs de la nouvelle étude.

Un problème concerne les incohérences dans la preuve. Par exemple, certaines études ont rapporté que malgré la forte présence de plaques amyloïdes dans leur cerveau, certains patients plus âgés ne présentaient aucun déficit mesurable de pensée et de mémoire, alors que d’autres patients présentant des symptômes sévères d’Alzheimer ont montré une accumulation très faible de protéine amyloïde anormale. .

Une autre raison de remettre en question la théorie de l’amyloïde est que les médicaments expérimentaux qui ciblent l’amyloïde comme un moyen de traiter la maladie d’Alzheimer ont montré des résultats décevants dans les essais cliniques et n’ont pas réussi à arrêter le déclin.

Ces questions et problèmes ont conduit les chercheurs à soutenir que les plaques et les enchevêtrements apparaissent probablement à des stades plus avancés de la maladie d’Alzheimer et que d’autres déclencheurs sont impliqués.

Un rôle pour les mitochondries?

Les mitochondries sont de minuscules compartiments à l’intérieur des cellules dans lesquels l’oxygène et les nutriments se transforment en adénosine triphosphate (ATP), qui est la principale source de combustible pour l’activité cellulaire.

Des « décennies de recherche » ont révélé que ces puissances cellulaires diffèrent entre le cerveau d’Alzheimer et le cerveau sain.

Cela a conduit à l’opinion que les mitochondries jouent un rôle important dans la maladie d’Alzheimer, non seulement en tant que contributeurs, mais aussi en tant que moteurs de la maladie.

Le débat actuel va de suggérer que la bêta-amyloïde cause un dysfonctionnement mitochondrial et de proposer qu’une «cascade» de changements mitochondriaux «remplace hiérarchiquement» le développement du bêta-amyloïde.

Un autre argument dans le débat propose que, dans la maladie d’Alzheimer, une forme «très toxique» de bêta-amyloïde – connue sous le nom d’amyloïde bêta oligomérique – accélère le déclin mitochondrial qui se produit naturellement avec l’âge.

La nouvelle étude, qui examine l’impact de bêta-amyloïde oligomère sur les mitochondries dans les cellules du cerveau, fournit de nouvelles preuves dans cette direction.

Preuve de perturbation des mitochondries

Pour leur étude, le Dr Mastroeni et ses collègues ont extrait des neurones pyramidaux de l’hippocampe dans le cerveau de patients décédés de la maladie d’Alzheimer.

Les neurones pyramidaux ont été décrits comme les «moteurs et agitateurs» du cerveau et sont importants pour le traitement cognitif. Les maladies qui font perdre du cerveau telles que la maladie d’Alzheimer sont connues pour tuer de manière disproportionnée ces cellules.

Lorsqu’ils ont étudié les neurones pyramidaux de l’hippocampe, les chercheurs ont trouvé des preuves – sous la forme d’une expression réduite de nombreux gènes mitochondriaux – suggérant que leurs mitochondries avaient été perturbées par la bêta-amyloïde oligomérique.

Ils ont découvert que la même expression réduite des gènes mitochondriaux se produisait lorsqu’ils exposaient les cellules d’une lignée cellulaire de neuroblastome humain à la protéine toxique.

D’autres types de cellules – telles que les cellules astrocytaires et microgliales – extraites de l’hippocampe des mêmes cerveaux atteints de la maladie d’Alzheimer, n’ont pas montré de preuve d’une mitochondrie altérée. Les cellules des astrocytes et des microglies apportent un soutien tel que le maintien de l’équilibre chimique et l’apport de nutriments.

Un prétraitement peut protéger les neurones

Dans une autre série d’expériences, les chercheurs ont prétraité les neurones humains en laboratoire avec un composé structurellement similaire à CoQ10, qui est connu pour stimuler l’ATP et limiter le stress oxydatif, un autre processus qui peut dégrader les mitochondries.

Lorsqu’ils ont exposé les neurones pré-traités au bêta-amyloïde oligomère, ils ont montré des signes réduits de détérioration mitochondriale. Ils suggèrent que ce résultat pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour la maladie d’Alzheimer.

« Cette étude renforce la toxicité du bêta-amyloïde oligomérique sur les mitochondries neuronales et souligne l’importance pour les composés protecteurs de protéger les mitochondries de la toxicité bêta-amyloïde oligomérique. »

Dr. Diego Mastroeni

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