Nouvelles fonctions de la barrière hémato-encéphalique dans le fonctionnement et les dommages des neurones : Recherche | Santé

Des chercheurs ont fait une surprenant découverte reliant la signalisation Delta / Notch dans la glie sous-périneurale (SPG) à la régulation de l’engainement nerveux et de la libération de neurotransmetteurs à la jonction neuromusculaire de la drosophile (NMJ). SPG, la contrepartie de la couche endothéliale dans la barrière hémato-encéphalique des vertébrés, forme la couche cellulaire clé qui est essentielle pour l’engainement axonal et la barrière hémato-encéphalique chez la drosophile. Les résultats fournissent un aperçu mécaniste de la biologie de la fonction barrière et du neurone glial interactions.

Haghighi est l’auteur principal d’une étude publiée dans le numéro du 19 août 2022 des Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) qui offre pour la première fois des preuves, chez les mouches des fruits, que les signaux provenant également des cellules de la barrière jouer un rôle direct dans le contrôle de ce qui se passe dans cellules nerveuses la barrière protège.

A LIRE AUSSI : Savez-vous que les neurones de votre cerveau fonctionnent même pendant le sommeil ?

La rupture de la barrière hémato-encéphalique accompagne de nombreux neurologique maladies, y compris l’épilepsie et la sclérose en plaques, et les maladies neurodégénératives du vieillissement, telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. “Nous constatons que la barrière n’est pas seulement un contrôle protecteur mais aussi une source de réglementation”, a déclaré Haghighi. “Cela peut causer des problèmes plutôt que d’être simplement un sous-produit de la neurodégénérescence. Nous apprenons maintenant qu’il existe définitivement une voie à double sens.”

La découverte introduit une nouvelle approche conceptuelle pour rechercher des thérapies qui pourraient contrer les dommages causés par les maladies neurodégénératives et concevoir des stratégies pour faire passer les médicaments au-delà de la barrière hémato-encéphalique vers des sites cibles dans le cerveau.

Haghighi explique les découvertes de son équipe comme telles : imaginez qu’il y ait un portier à une porte qui vérifie les pièces d’identité et s’assure que toute personne entrant est censée être là, et vérifie également l’identité de ceux qui sont entrés par une porte dérobée et expulse toute personne non censée être là. C’est le travail de la barrière hémato-encéphalique.

Imaginez maintenant qu’en plus d’être un simple contrôle de sécurité, le gardien donne également des instructions sur où aller et quoi faire. La deuxième fonction est ce que l’équipe de Haghighi a révélé.

L’équipe a utilisé des larves de mouches des fruits pour leur étude. Alors que les mouches des fruits n’ont pas la complexité des barrières hémato-encéphaliques des vertébrés, de nombreuses propriétés sont les mêmes, dans un système beaucoup plus facile à étudier. Les cellules clés qui constituent une barrière pour les neurones chez les mouches des fruits sont une glie spécialisée qui fonctionne de manière similaire aux cellules endothéliales spécialisées qui constituent la partie essentielle de la barrière hémato-encéphalique chez les vertébrés supérieurs, y compris les humains.

L’enquête a commencé par se concentrer sur des enzymes appelées métalloprotéinases en raison de leur potentiel critique dans les interactions entre la glie et les neurones. En utilisant une approche génétique pour rechercher ce qui régule l’expression de ces enzymes, l’équipe a identifié une voie connue sous le nom de signalisation Notch. Notch se trouve à la fois chez les mouches des fruits et les humains. Il est associé à des maladies humaines du système vasculaire, de la démence et des accidents vasculaires cérébraux.

“Nous n’avions pas l’intention d’étudier Notch, mais nous avons découvert que c’était le principal acteur du maintien de la barrière hémato-encéphalique”, explique Haghighi. Ils ont découvert que la signalisation Notch dans la glie régule la structure globale de la barrière. Lorsque le signal est bloqué, non seulement la fonction de barrière est altérée, mais le “travail fondamental du système nerveux est affecté”, dit-il, y compris la libération des neurotransmetteurs et les contractions musculaires.

Dans certaines conditions, la manipulation de la signalisation Notch a affecté la façon dont les neurones se sont déclenchés, même si la barrière hémato-encéphalique est restée intacte. Cela indique qu’il y a une signalisation dans la barrière hémato-encéphalique qui va au-delà du simple maintien de la fonction de barrière, explique Haghighi. La dégradation de la fonction barrière peut être à l’origine d’un dysfonctionnement du système nerveux, plutôt que d’y être corrélée ou même d’être la conséquence d’autres dommages.

“Parce que nous assistons à une perturbation de la fonction de barrière, sans aucune fuite évidente de la barrière, ayant un effet sur la fonction synaptique, il s’agit d’une avancée conceptuelle”, a-t-il déclaré, car personne n’avait auparavant observé de cellules de la barrière elle-même contrôlant l’activité des neurones.

“Nous ne pouvons pas encore dire quelle est la cause et quel est l’effet, mais nous pouvons dire que c’est au-delà d’une simple corrélation que certains patients ont une rupture de la barrière hémato-encéphalique : c’est un défaut important associé à la neurodégénérescence”, a déclaré Haghighi.

Leurs découvertes ouvrent une perspective complètement différente pour le développement de nouvelles thérapies visant à contrer les dommages de la fonction barrière liés aux maladies neurodégénératives.

Pour s’appuyer sur cette prémisse intrigante, l’équipe de Haghighi poursuit un certain nombre de directions. Ils se sont penchés sur deux des principales mutations génétiques de la maladie d’Alzheimer et ont découvert qu’une dégradation très rapide de la barrière hémato-encéphalique se produit lorsque ces gènes sont exprimés chez les mouches. Les études bioinformatiques de l’équipe suggèrent que presque tous les gènes identifiés chez les mouches ont des homologues chez l’homme et que les fonctions de bon nombre de ces gènes humains sont inconnues.

On ne sait pas encore grand-chose sur les versions humaines de Notch et des métalloprotéinases, au-delà du fait qu’une mutation dans une protéine Notch humaine entraîne la rupture de la barrière hémato-encéphalique et la démence et que plusieurs métalloprotéinases humaines se sont révélées anormalement exprimées dans les maladies neurodégénératives et les défauts de la barrière hémato-encéphalique.

“Nous espérons que nous pourrons travailler en arrière pour comprendre globalement quelle est la relation entre la barrière hémato-encéphalique et les maladies neurodégénératives”, a déclaré Haghighi. “Nous explorons toutes ces voies de signalisation pour voir si nous pouvons traduire nos découvertes de la fonction synaptique larvaire en un modèle plus universel de neurodégénérescence dépendant de l’âge.”

Cette histoire a été publiée à partir d’un fil d’actualité sans modification du texte. Seul le titre a été modifié.