De nombreuses maladies neurodégénératives, ou des conditions qui résultent de la perte de fonction ou de la mort de cellules cérébrales, restent largement incurables. La plupart des traitements disponibles ciblent un seul des multiples processus cela peut conduire à une neurodégénérescence, qui peut ne pas être efficace pour traiter complètement les symptômes ou la progression de la maladie, voire pas du tout.
Mais que se passerait-il si les chercheurs exploitaient les capacités inhérentes du cerveau pour se nettoyer et se guérir ?
Mes collègues et moi dans le Laboratoire Lukens à l’Université de Virginie croient que le propre système immunitaire du cerveau pourrait détenir la clé du traitement des maladies neurodégénératives.
Dans notre recherchernous avons trouvé une protéine qui pourrait éventuellement être exploitée pour aider les cellules immunitaires du cerveau, ou microglie, à conjurer Alzheimer maladie.
Les défis du traitement de la neurodégénérescence
Aucun traitement disponible pour les maladies neurodégénératives n’arrête la neurodégénérescence en cours tout en aidant les zones touchées du corps à guérir et à récupérer.
En termes d’échecs thérapeutiques, la maladie d’Alzheimer est peut-être la plus tristement célèbre des maladies neurodégénératives. Affectant plus de 1 adulte américain sur 9 âgé de 65 ans et plus, la maladie d’Alzheimer résulte d’une atrophie cérébrale avec la mort des neurones et la perte des connexions entre eux. Ces pertes contribuent à la mémoire et au déclin cognitif.
Des milliards de dollars ont été orientés vers la recherche de traitements pour la maladie d’Alzheimer, mais presque tous les médicaments testés à ce jour a échoué dans essais cliniques.
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Une autre maladie neurodégénérative courante nécessitant des options de traitement améliorées est sclérose en plaques. Cette maladie auto-immune est causée par des cellules immunitaires qui attaquent la couverture protectrice des neurones, connue sous le nom de myéline. La dégradation de la myéline entraîne des difficultés de communication entre les neurones et leurs connexions avec le reste du corps.
Traitements actuels suppriment le système immunitaire et peuvent avoir des effets secondaires potentiellement débilitants. Beaucoup de ces options de traitement ne parviennent pas à traiter les effets toxiques des débris de myéline qui s’accumulent dans le système nerveux, ce qui peut tuer les cellules.
Une nouvelle frontière dans le traitement de la neurodégénérescence
Les microglies sont cellules immunitaires se faisant passer pour des cellules cérébrales. Chez la souris, la microglie prend naissance dans le sac vitellin d’un embryon, puis s’infiltre dans le cerveau au début du développement. Les origines et la migration de la microglie chez les gens sont encore à l’étude.
La microglie joue un rôle important dans le bon fonctionnement du cerveau. Comme d’autres cellules immunitaires, la microglie réagit rapidement aux agents pathogènes et aux dommages. Ils aident à éliminer les blessures et à réparer les tissus affectés, et peuvent également jouer un rôle actif dans la lutte contre les agents pathogènes.
La microglie peut également réguler l’inflammation cérébrale, une partie normale de la réponse immunitaire qui peut provoquer un gonflement et des dommages si elle n’est pas contrôlée.
La microglie soutient également la santé d’autres cellules cérébrales. Par exemple, ils peuvent libérer des molécules qui favorisent la résiliencecomme la protéine BDNF, connue pour être bénéfique pour la survie et le fonctionnement des neurones.
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Mais la clé de voûte de la microglie est son étonnante compétences de conciergerie. De tous les types de cellules cérébrales, la microglie possède une capacité exquise à nettoyer la crasse dans le cerveau, y compris la myéline endommagée dans la sclérose en plaques, des morceaux de cellules mortes et la bêta-amyloïde, une protéine toxique caractéristique de la maladie d’Alzheimer. Ils accomplissent cela en consommant et en décomposant les débris dans leur environnement, mangeant efficacement les ordures qui les entourent et leurs cellules voisines.
Compte tenu des nombreux rôles essentiels que la microglie joue pour maintenir la fonction cérébrale, ces cellules peuvent posséder la capacité de traiter plusieurs bras du dysfonctionnement lié à la neurodégénérescence.
De plus, en tant que résidents permanents du cerveau, les microglies sont déjà formées aux meilleures pratiques de protection du cerveau. Ces facteurs placent la microglie dans la position idéale pour que les chercheurs tirent parti de leurs capacités inhérentes à se protéger contre la neurodégénérescence.
Nouvelles données dans les modèles animaux et les patients humains indique un rôle précédemment sous-estimé que la microglie joue également dans le développement de maladies neurodégénératives. De nombreux facteurs de risque génétiques pour des maladies comme Alzheimer et sclérose en plaques sont fortement liés à une fonction anormale de la microglie.
Ces découvertes soutiennent une nombre croissant d’études sur les animaux suggérant que les perturbations de la fonction microgliale peuvent contribuer à l’apparition et à la gravité de la maladie neurologique.
Cela soulève la question logique suivante : comment les chercheurs peuvent-ils exploiter la microglie pour protéger le système nerveux contre la neurodégénérescence ?
Engager la magie de la microglie
Dans notre laboratoire étude récentenous avons saisi une protéine cruciale appelée SYK que la microglie utilise pour manipuler sa réponse à la neurodégénérescence.
Nos collaborateurs ont découvert que la microglie composer l’activité de SYK lorsqu’ils rencontrent des débris dans leur environnement, tels que la bêta-amyloïde dans la maladie d’Alzheimer ou des débris de myéline dans la sclérose en plaques.
Lorsque nous avons inhibé la fonction SYK dans la microglie, nous avons constaté que deux fois plus de bêta-amyloïde s’accumulaient dans les modèles murins atteints de la maladie d’Alzheimer et six fois plus de débris de myéline dans les modèles murins atteints de sclérose en plaques.
Le blocage de la fonction SYK dans la microglie des modèles de souris Alzheimer a également aggravé la santé neuronale, indiquée par des niveaux croissants de protéines neuronales toxiques et une augmentation du nombre de neurones mourants. Cela était corrélé à un déclin cognitif accéléré, car les souris n’ont pas réussi à apprendre un test de mémoire spatiale.
De même, l’altération de SYK dans les modèles de souris atteints de sclérose en plaques a exacerbé le dysfonctionnement moteur et entravé la réparation de la myéline. Ces résultats indiquent que la microglie utilise SYK pour protéger le cerveau de la neurodégénérescence.
Mais comment SYK protège-t-il le système nerveux contre les dommages et la dégénérescence ?
Nous avons constaté que la microglie utilise SYK pour migrer vers les débris dans le cerveau. Il aide également la microglie à éliminer et à détruire ces débris en stimulant d’autres protéines impliquées dans les processus de nettoyage. Ces emplois soutiennent l’idée que SYK aide les microglies à protéger le cerveau en les chargeant d’éliminer les matières toxiques.
Enfin, nous voulions savoir si nous pouvions tirer parti de SYK pour créer une “super microglie” qui pourrait aider à nettoyer les débris avant qu’ils n’aggravent la neurodégénérescence.
Lorsque nous avons administré à des souris un médicament qui stimulait la fonction SYK, nous avons constaté que les modèles de souris Alzheimer présentaient des niveaux inférieurs d’accumulation de plaque dans leur cerveau une semaine après avoir reçu le médicament. Cette découverte indique le potentiel d’augmentation de l’activité de la microglie pour traiter la maladie d’Alzheimer.
L’horizon des traitements de la microglie
De futures études seront nécessaires pour voir si la création d’une équipe de nettoyage de la super microglie pour traiter les maladies neurodégénératives est bénéfique chez les humains.
Mais nos résultats suggèrent que la microglie joue déjà un rôle clé dans la prévention des maladies neurodégénératives en aidant à éliminer les déchets toxiques du système nerveux et en favorisant la cicatrisation des zones endommagées.
Il est possible d’avoir trop d’une bonne chose, cependant. Inflammation excessive entraînée par la microglie pourrait aggraver la maladie neurologique.
Nous pensons que doter la microglie des instructions appropriées pour remplir ses fonctions bénéfiques sans causer de dommages supplémentaires pourrait un jour aider à traiter et à prévenir les maladies neurodégénératives.
Kristine Zengeler, doctorat Candidat en neurosciences, Université de Virginie
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.
