Maladie d'Alzheimer: la protection de la `` centrale électrique '' des cellules peut alimenter un nouveau traitement
Les blessures aux mitochondries - de minuscules centrales électriques à l'intérieur des cellules qui leur fournissent de l'énergie - déclenchent des événements qui surviennent tôt dans la maladie d'Alzheimer et peuvent offrir une cible de traitement prometteuse.
Alors conclut une nouvelle étude publiée dans la revue Alzheimer et démence cela montre comment l'amyloïde bêta oligomérique - une protéine hautement toxique - perturbe les mitochondries.
L'étude révèle également comment un prétraitement pourrait protéger les cellules cérébrales humaines de tels dommages.
«Les mitochondries», explique l'auteur principal, le Dr Diego Mastroeni, professeur adjoint à l'Arizona State University à Tempe, «sont la principale source d'énergie dans les cellules cérébrales et les déficiences du métabolisme énergétique se sont avérées être l'un des premiers événements de la maladie d'Alzheimer. pathobiologie. »
L’Alzheimer est une maladie dévastatrice qui détruit les tissus cérébraux et prive les gens de leur capacité à penser, à se souvenir, à prendre des décisions, à socialiser et à vivre de manière 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 en sont atteintes.
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 sa progression, la maladie modifie la biologie et la chimie du cerveau, ce qui entraîne la disparition des cellules nerveuses, ou neurones, et le rétrécissement des tissus.
Il n’existe actuellement aucun remède ou traitement efficace qui ralentisse considérablement l’évolution de la maladie d’Alzheimer.
On sait que les signes de changement tissulaire précoce sont en train de se former avant que les symptômes comportementaux de la maladie d'Alzheimer n'apparaissent; cependant, en dépit de certaines théories fortes, les causes exactes restent un mystère.
La 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 appelés bêta amyloïde déclenche la chaîne des événements dans le cerveau qui conduit à la maladie.
La principale preuve à l'appui de cette théorie amyloïde est que les autopsies cérébrales des personnes décédées de la maladie d'Alzheimer comportent deux types distinctifs d'accumulation de protéines anormales: des enchevêtrements à l'intérieur des cellules et des 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 réflexion, la mémoire et l'apprentissage.
Cependant, comme la recherche a sondé plus profondément la maladie et ses causes possibles, des problèmes avec la théorie de l'amyloïde sont apparus, disent les auteurs de la nouvelle étude.
Un problème concerne les incohérences dans les preuves. Par exemple, certaines études ont rapporté que, malgré la forte présence de plaques amyloïdes dans leur cerveau, certains patients plus âgés n'ont montré aucun déficit mesurable de la pensée et de la mémoire, tandis que d'autres patients présentant des symptômes sévères de type Alzheimer ont montré très peu d'accumulation de protéines amyloïdes anormales. .
Une autre raison de remettre en question la théorie de l’amyloïde est que les médicaments expérimentaux qui ciblent l’amyloïde comme moyen de traiter la maladie d’Alzheimer ont donné des résultats décevants dans les essais cliniques et n’ont pas réussi à enrayer le déclin.
Ces questions et problèmes ont conduit les chercheurs à affirmer que des plaques et des enchevêtrements émergeraient probablement à des stades ultérieurs de la maladie d'Alzheimer et que d'autres déclencheurs étaient 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 carburant pour l'activité cellulaire.
«Des décennies de recherche» ont révélé que ces puissances cellulaires diffèrent entre les cerveaux d'Alzheimer et les cerveaux sains.
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 facteurs de maladie.
Le débat actuel va de la suggestion que la bêta amyloïde provoque un dysfonctionnement mitochondrial à la proposition qu'une «cascade» de changements mitochondriaux «remplace hiérarchiquement» le développement de la bêta amyloïde.
Un autre argument du débat propose que, dans la maladie d'Alzheimer, une forme «hautement toxique» de bêta amyloïde - connue sous le nom de bêta amyloïde oligomérique - accélère le déclin mitochondrial qui se produit naturellement avec l'âge.
La nouvelle étude, qui examine l'impact de l'amyloïde bêta oligomérique sur les mitochondries dans les cellules cérébrales, 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 provoquent le dépérissement du cerveau telles que la maladie d'Alzheimer sont connues pour tuer ces cellules de manière disproportionnée.
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 l'amyloïde bêta oligomérique.
Ils ont découvert que la même expression réduite des gènes mitochondriaux se produisait lorsqu'ils exposaient des cellules d'une lignée cellulaire de neuroblastome humain à la protéine toxique.
D'autres types de cellules - telles que les cellules d'astrocytes et de microglies - extraites de l'hippocampe des mêmes cerveaux affectés par la maladie d'Alzheimer, n'ont pas montré de signes d'altération des mitochondries. Les cellules d'astrocytes et de microglies fournissent un soutien tel que le maintien de l'équilibre chimique et l'apport de nutriments.
Le prétraitement peut protéger les neurones
Dans une autre série d'expériences, les chercheurs ont prétraité des neurones humains en laboratoire avec un composé structurellement similaire à la CoQ10, connu pour stimuler l'ATP et limiter le stress oxydatif, un autre processus qui peut dégrader les mitochondries.
Lorsqu'ils ont exposé les neurones prétraités à l'amyloïde bêta oligomérique, ils ont montré une diminution des signes 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 de l'amyloïde bêta 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
