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Le gaz d’oeuf pourri peut aider à protéger les cellules cérébrales vieillissantes de la maladie d’Alzheimer

by Nouvelles

Typiquement caractérisé comme toxique, corrosif et sentant les œufs pourris, la réputation du sulfure d’hydrogène pourrait bientôt se refaire une beauté grâce aux chercheurs de Johns Hopkins Medicine. Dans des expériences sur des souris, les chercheurs ont montré que le gaz nauséabond pouvait aider à protéger les cellules cérébrales vieillissantes contre la maladie d’Alzheimer. La découverte des réactions biochimiques qui rendent cela possible ouvre des portes au développement de nouveaux médicaments pour lutter contre les maladies neurodégénératives.

Les résultats de l’étude sont rapportés dans le numéro du 11 janvier du Actes des Académies nationales des sciences.

«Nos nouvelles données relient fermement le vieillissement, la neurodégénérescence et la signalisation cellulaire à l’aide de sulfure d’hydrogène et d’autres molécules gazeuses dans la cellule», déclare Bindu Paul, M.Sc., Ph.D., professeur de recherche à la faculté en neurosciences au département Solomon H. Snyder of Neuroscience à la Johns Hopkins University School of Medicine et principal auteur correspondant de l’étude.

Le corps humain crée naturellement de petites quantités de sulfure d’hydrogène pour aider à réguler les fonctions dans tout le corps, du métabolisme cellulaire à la dilatation des vaisseaux sanguins. Le domaine en plein essor de la gazotransmission montre que les gaz sont des molécules messagères cellulaires majeures, particulièrement importantes dans le cerveau. Cependant, contrairement aux neurotransmetteurs conventionnels, les gaz ne peuvent pas être stockés dans des vésicules.

Ainsi, les gaz agissent par des mécanismes très différents pour faciliter rapidement la messagerie cellulaire. Dans le cas du sulfure d’hydrogène, cela implique la modification des protéines cibles par un processus appelé sulfhydratation chimique, qui module leur activité, explique Solomon Snyder, D.Phil., D.Sc., MD, professeur de neurosciences à l’Université Johns Hopkins. École de médecine et co-auteur de l’étude.

Des études utilisant une nouvelle méthode ont montré que les niveaux de sulfhydratation dans le cerveau diminuent avec l’âge, une tendance qui est amplifiée chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer. «Ici, en utilisant la même méthode, nous confirmons maintenant une diminution de la sulfhydratation dans le cerveau de la MA», déclare le collaborateur Milos Filipovic, Ph.D., chercheur principal, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften – ISAS.

Pour la recherche actuelle, les scientifiques de Johns Hopkins Medicine ont étudié des souris génétiquement modifiées pour imiter la maladie d’Alzheimer humaine. Ils ont injecté aux souris un composé porteur de sulfure d’hydrogène appelé NaGYY, développé par leurs collaborateurs de l’Université d’Exeter au Royaume-Uni, qui libère lentement les molécules de sulfure d’hydrogène des passagers tout en voyageant dans tout le corps. Les chercheurs ont ensuite testé les souris pour des changements dans la mémoire et la fonction motrice sur une période de 12 semaines.

Les tests comportementaux sur les souris ont montré que le sulfure d’hydrogène améliorait la fonction cognitive et motrice de 50% par rapport aux souris n’ayant pas reçu les injections de NaGYY. Les souris traitées étaient capables de mieux se souvenir des emplacements des sorties de plate-forme et semblaient plus actives physiquement que leurs homologues non traitées atteintes de la maladie d’Alzheimer simulée.

Les résultats ont montré que les résultats comportementaux de la maladie d’Alzheimer pouvaient être inversés en introduisant du sulfure d’hydrogène, mais les chercheurs voulaient étudier comment le cerveau réagissait chimiquement à la molécule gazeuse.

Une série d’expériences biochimiques a révélé un changement en une enzyme commune appelée glycogène synthase β (GSK3β). En présence de niveaux sains de sulfure d’hydrogène, la GSK3β agit généralement comme une molécule de signalisation, ajoutant des marqueurs chimiques à d’autres protéines et modifiant leur fonction. Cependant, les chercheurs ont observé qu’en l’absence de sulfure d’hydrogène, le GSK3β est suratiré par une autre protéine du cerveau appelée Tau.

Lorsque GSK3β interagit avec Tau, Tau se transforme en une forme qui s’emmêle et s’agglutine à l’intérieur des cellules nerveuses. Au fur et à mesure que les amas de Tau se développent, les protéines enchevêtrées bloquent la communication entre les nerfs, les faisant finalement mourir. Cela conduit à la détérioration et à la perte éventuelle de la cognition, de la mémoire et de la fonction motrice caractéristiques de la maladie d’Alzheimer.

Comprendre la cascade d’événements est important pour concevoir des thérapies capables de bloquer cette interaction comme le sulfure d’hydrogène est capable de le faire. “

Daniel Giovinazzo, MD / Ph.D. Étudiant, premier auteur de l’étude

Jusqu’à récemment, les chercheurs manquaient d’outils pharmacologiques pour imiter la façon dont le corps fabrique lentement de petites quantités de sulfure d’hydrogène à l’intérieur des cellules. «Le composé utilisé dans cette étude fait exactement cela et montre qu’en corrigeant les niveaux de sulfure d’hydrogène dans le cerveau, nous pourrions inverser avec succès certains aspects de la maladie d’Alzheimer», déclare le collaborateur de l’étude Matt Whiteman, Ph.D., professeur de thérapeutique expérimentale à la École de médecine de l’Université d’Exeter.

L’équipe de Johns Hopkins Medicine et ses collaborateurs internationaux prévoient de continuer à étudier comment les groupes soufrés interagissent avec le GSK3β et d’autres protéines impliquées dans la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer dans d’autres systèmes cellulaires et organiques. L’équipe prévoit également de tester de nouvelles molécules de livraison de sulfure d’hydrogène dans le cadre de leur entreprise en cours.

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