Maladie de Parkinson: les protéines modifiées fonctionnent comme un médicament
Nouvelle recherche, publiée dans la revue Neurobiologie moléculaire, propose une nouvelle stratégie prometteuse pour restaurer les niveaux fonctionnels de dopamine dans le cerveau: changer une protéine naturelle pour qu'elle puisse pénétrer dans les cellules cérébrales et être utilisée comme médicament.
La maladie de Parkinson, une maladie neurologique progressivement débilitante affectant environ 1 million de personnes aux États-Unis, est causée par la perte de neurones producteurs de dopamine.
Actuellement, les chercheurs recherchent des stratégies pour remplacer ou restaurer leur fonctionnalité, ou augmenter les niveaux de dopamine, qui est un neurotransmetteur crucial pour contrôler le mouvement.
Plus récemment, par exemple, des chercheurs ont utilisé la lumière pour contrôler un médicament qui bloque certains récepteurs dans le cerveau. Le blocage de ces récepteurs augmente la dopamine.
D'autres études ont utilisé la vitamine B-3 pour arrêter la mort des neurones producteurs de dopamine ou ont suggéré que l'augmentation de la dopamine uniquement par courtes rafales, plutôt que constamment, peut aider à contrôler les mouvements.
Maintenant, une nouvelle étude adopte une autre approche. S'appuyant sur des recherches antérieures qui ont distingué une protéine appelée Nurr1 comme une cible médicamenteuse prometteuse pour la maladie de Parkinson, une équipe internationale de scientifiques a modifié la protéine de manière à lui permettre de pénétrer dans les cellules cérébrales.
Sous cette forme, la protéine naturelle peut aider les neurones dopaminergiques à survivre, expliquent les scientifiques dans leur article, dont le premier auteur était Dennis Paliga, du groupe de travail sur la neurobiochimie moléculaire de la Ruhr-Universität Bochum en Allemagne.
Modifier la protéine Nurr1
Paliga et son équipe expliquent que Nurr1 est un facteur de transcription qui joue un rôle vital dans le développement et le maintien des neurones producteurs de dopamine dans une zone du cerveau appelée substantia nigra.
Des études antérieures référencées par les auteurs ont trouvé une carence en protéine Nurr1 dans les cas de la maladie de Parkinson, ce qui conduit à penser que la supplémentation des niveaux de Nurr1 pourrait être une bonne stratégie thérapeutique.
Les facteurs de transcription aident les cellules à se développer en se liant à l'ADN dans le noyau et en «décidant» quels gènes sont décodés pour qu'ils forment des protéines.
Cependant, dans sa forme naturelle, Nurr1 ne peut pas entrer dans les cellules de l'extérieur. Ainsi, Paliga et son équipe ont cherché des moyens de lui donner un «coup de pouce» qui l'inciterait à le faire.
Attacher un fragment de protéine créé à partir de la bactérie Bacillus anthracis à Nurr1 s'est avéré être le «coup de pouce» recherché par les chercheurs.
«Le fragment de protéine bactérienne que nous avons utilisé ne déclenche pas de maladies», déclare l'auteur correspondant Rolf Heumann. «[I] t contient simplement la commande de transporter quelque chose dans la cellule», ajoute-t-il.
Lorsque la protéine modifiée pénètre dans la cellule, elle se détache du fragment de protéine bactérienne, libre de cibler les gènes qui déclenchent la production de dopamine.
Comment Nurr1 modifié arrête la neurodégénérescence
Plus précisément, d’autres tests de laboratoire effectués par Paliga et ses collègues ont révélé que l’administration de la version modifiée de Nurr1 augmentait les niveaux d’une enzyme essentielle à la synthèse de la dopamine, un processus souvent perturbé dans la maladie de Parkinson.
L'enzyme est appelée tyrosine hydroxylase. Les cultures cellulaires ont révélé que les cellules traitées par Nurr1 produisaient plus de cette enzyme que leurs homologues non traitées. Cependant, le traitement des cellules avec la protéine a également diminué la production d'une autre protéine connue sous le nom de Nur77, qui régule la mort cellulaire.
Enfin, les chercheurs ont testé l’effet de Nurr1 sur les neurones producteurs de dopamine qui avaient été traités avec une neurotoxine pour simuler les effets de la maladie de Parkinson. Le Nurr1 modifié a stoppé la dégénérescence des neurones.
«Ces résultats», expliquent les auteurs de l’étude, «peuvent être pertinents pour la délivrance nucléaire du facteur de transcription Nurr1 dans le contexte des traitements à base de protéines dans la maladie de Parkinson.»
Le co-auteur de l'étude, Sebastian Neumann - qui est affilié au groupe de travail sur la neurobiochimie moléculaire - commente également les résultats.
«Nous espérons pouvoir ainsi ouvrir la voie à une nouvelle thérapie contre la maladie de Parkinson […] Néanmoins, notre protéine de fusion Nurr1 ne peut que lancer le développement d’une nouvelle approche.»
Sébastien Neumann
«De nombreuses étapes restent à franchir pour clarifier si la protéine modifiée atteint spécifiquement les bonnes cellules du cerveau et comment elle pourrait être appliquée», conclut Neumann.
