Il y aurait un lien entre le traitement du stress par le cerveau et la maladie de Parkinson
Certaines mutations génétiques en cause dans cette pathologie neurodégénérative pourraient empêcher les synapses de répondre normalement au stress et ces dommages aux jonctions entre les neurones perturberaient la transmission des signaux dans le cerveau. Le Pr Patrick Verstreken espère trouver des stratégies pour rétablir une communication synaptique normale...
Menée sur des mouches à fruit, cette étude est la première à mettre en valeur le lien entre les dysfonctionnements au niveau des synapses et la maladie de Parkinson. Elle émane du laboratoire du Pr Patrick Verstreken, spécialiste dans la recherche cérébrale à l'Institut flamand de Biotechnologie (VIB) et la KU Leuven.
" Notre laboratoire travaille depuis quelques années déjà sur la maladie de Parkinson ", raconte le Pr Verstreken. " En 2012, nous avions publié une recherche au cours de laquelle nous avions montré qu'une protéine apparentée à cette pathologie, la LRRK2, module une autre protéine, l'endophiline A, spécifiquement présente au niveau des terminaisons nerveuses, les synapses. Dans la foulée, nous voulions franchir un pas de plus en examinant l'effet que pouvait avoir cette modulation et si cela pouvait conduire à la neurodégénérescence. "
Macroautophagie
Patrick Verstreken explique ensuite que les synapses peuvent transmettre une énorme quantité de signaux électriques, parfois plus de 800 par seconde. " Nous avons découvert qu'elles possèdent des mécanismes spéciaux capables de gérer cet afflux de signaux. Toutefois, si l'un de ces mécanismes ne fonctionne pas correctement, par exemple lorsque les synapses sont endommagées à cause d'anomalies génétiques, le stress cellulaire est accumulé, la transmission au cerveau est perturbée et cela amène une détérioration de la communication et, in fine, la neurodégénérescence. "
Le Pr Verstreken et son équipe ont donc étudié différents mécanismes d'adaptation, et ils en ont repéré un qui est perturbé dans la maladie de Parkinson. Il s'agit de la macroautophagie, un processus qui dégrade les protéines qui fonctionnent mal en les encapsulant.
" Ce processus est réglementé par l'endophiline A et nous avons pu montrer que la macroautophagie est promue lorsque cette protéine de synapse est modifiée par LRRK2. De plus, il s'avère qu'un équilibre dans la modulation de cette endophiline A est essentiel pour empêcher la neurodégénérescence, ce qui indique à quel point la fonction de LRRK2 est critique pour la bonne santé des neurones. "
L'importance de l'endophiline A
Pour obtenir ce résultat, les scientifiques louvanistes ont eu recours à diverses techniques et la plupart des données qu'ils ont pu recueillir l'ont été grâce à l'imagerie de terminaisons nerveuses d'une mouche des fruits vivante.
" En raison de manipulations génétiques relativement faciles, la mouche des fruits est un excellent modèle pour étudier le mécanisme moléculaire de la maladie de Parkinson, " constate Patrick Verstreken. " Cependant, leurs terminaisons nerveuses sont minuscules et les structures encapsulées au cours de la macroautophagie sont encore plus petites. La combinaison de la microscopie à fluorescence avec la microscopie électronique nous a permis d'identifier pour la première fois ces structures encapsulées au niveau des terminaisons nerveuses. En outre, pour comprendre plus précisément comment EndophilinA promeut la macroautophagie nous avons fabriqué artificiellement des membranes permettant de recréer le processus. "
Toujours selon le Pr Verstreken, il est important de comprendre le rôle joué par l'endophiline A dans la macroautophagie au niveau des terminaisons nerveuses qui sont particulièrement vulnérables car ce processus est nécessaire pour l'homéostasie des neurones aussi bien chez les personnes en bonne santé, que chez les malades.
" Nos résultats sont également très utiles pour la compréhension de la maladie de Parkinson parce que l'endophiline A est directement reliée à au moins trois gènes, LRRK2, Parkin et Synaptojanin, qui, lorsqu'ils sont mutés, provoquent cette maladie. "
" En raison de manipulations génétiques relativement faciles, la mouche des fruits est un excellent modèle pour étudier le mécanisme moléculaire de la maladie de Parkinson, " constate Patrick Verstreken
Corriger le dysfonctionnement
Sachant qu'une autre équipe, celle d'Ira Milosevic à l'Institut européen de neurosciences de Göttingen, a fait des découvertes très similaires dans les neurones de souris, Patrick Verstreken aimerait vérifier si le processus qui vient d'être mis à jour est identique dans le cerveau des patients humains.
" De surcroît, nous aimerions franchir une nouvelle étape en découvrant comment l'ampleur de la perturbation affecte le mécanisme du traitement du stress. Notre espoir est de réussir à corriger le dysfonctionnement causé par des mutations génétiques et à trouver des stratégies pour rétablir une communication synaptique normale dans le cerveau des personnes atteintes par la maladie de Parkinson. Si nous parvenons à réactiver le mécanisme d'adaptation au stress, nous devrions pouvoir remédier aux dommages des synapses. Bien sûr, cela nécessite des recherches supplémentaires. "
Source :
Neuron, 6 octobre 2016, DOI : 10.1016/j.neuron.2016.09.037