mardi 30 janvier 2018

Un stimulateur cérébral pourrait ralentir le déclin de la maladie d'Alzheimer

Alors que la plupart des traitements de la maladie d'Alzheimer se concentrent sur l'amélioration de la mémoire, une étude publiée dans Journal of Alzheimer's Disease révèle que des chercheurs du  de l'Ohio State University ont mené une étude visant à ralentir le déclin des capacités de résolution de problèmes et de prise de décision chez ces patients.Pour la première fois, des fils électriques minces ont été implantés chirurgicalement dans les lobes frontaux du cerveau des patients atteints de la maladie d'Alzheimer afin de déterminer si l'utilisation d'un stimulateur cérébral pouvait améliorer les capacités cognitives, comportementales et fonctionnelles des patients atteints de cette forme de démence. L'implant de stimulation cérébrale profonde (définie dans l'étude comme étant deep brain stimulation ou DBS) est similaire à un stimulateur cardiaque, sauf que les fils du stimulateur cardiaque sont implantés dans le cerveau plutôt que dans le cœur.

Selon les chercheurs, les lobes frontaux sont responsables de nos capacités à résoudre les problèmes, à organiser et à planifier, et à utiliser de bons jugements. En stimulant cette région du cerveau, les capacités cognitives et fonctionnelles quotidiennes des patients atteints de la maladie d'Alzheimer diminuent plus lentement que celles des patients atteints de la maladie d'Alzheimer non traités avec le DBS, agissant comme  groupe de comparaison.

Les chercheurs mentionnent que l'étude a révélé que le DBS ciblant les régions frontales du cerveau pourrait réduire le déclin global de la performance généralement observé chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer légère ou précoce. Ces derniers soulignent également que cette technologie aurait été utilisée avec succès pour traiter plus de 135 000 patients atteints de la maladie de Parkinson à travers le monde. Selon eux, les résultats suggèrent que la modulation du réseau frontal pour améliorer les déficits exécutifs et comportementaux devrait être étudiée chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer.

Au Canada, le nombre de Canadiens actuellement atteints d’une maladie cognitive est évalué à
564 000. On estime que 937 000 Canadiens qui seront atteints d’une maladie cognitive dans 15 ans, selon la Société Alzheimer du Canada
 

Les perturbations du rythme circadien se produisent des années avant la perte de mémoire dans la maladie d'Alzheimer

Les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer sont connues pour avoir des perturbations dans leurs horloges internes du corps qui affectent le cycle sommeil / éveil et peuvent augmenter le risque de développer le trouble. Maintenant, de nouvelles recherches du Washington University School of Medicine  à St. Louis indiquent que de telles perturbations du rythme circadien se produisent aussi beaucoup plus tôt chez les personnes dont les souvenirs sont intacts mais dont les scintigraphies cérébrales montrent précocement des signes précliniques d'Alzheimer. 

Les résultats publiés dans JAMA Neurology pourraient potentiellement aider les médecins à identifier les personnes à risque d'Alzheimer plus tôt que ce qui est actuellement possible. Selon les chercheurs, la découverte est importante parce que les lésions d'Alzheimer peuvent prendre racine dans le cerveau 15 à 20 ans avant l'apparition des symptômes cliniques.

Les chercheurs ont également mené une étude séparée chez la souris,  publiée dans le Journal of Experimental Medicine, montrant que des perturbations circadiennes similaires accélèrent le développement de plaques amyloïdes dans le cerveau, qui sont liées à la maladie d'Alzheimer. 

Des études antérieures à l'Université de Washington, menées chez des personnes et chez des animaux, ont montré que les taux d'amyloïde fluctuent de manière prévisible pendant le jour et la nuit. Les niveaux d'amyloïde diminuent pendant le sommeil, et plusieurs études ont montré que les niveaux augmentent lorsque le sommeil est perturbé ou lorsque les gens ne dorment pas suffisamment.

Selon les chercheurs, l'étude a permis de constater que les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer préclinique présentaient une plus grande fragmentation de leur activité circadienne, avec plus de périodes d'inactivité ou de sommeil pendant la journée et plus de périodes d'activité nocturnes .Les chercheurs ont suivi les rythmes circadiens chez 189 adultes normaux cognitivement normaux âgés en moyenne de 66 ans. Certains avaient des tomographies par émission de positrons (TEP) pour rechercher des plaques amyloïdes liées à la maladie d'Alzheimer dans leur cerveau. D'autres ont eu leur liquide céphalo-rachidien testé pour les protéines liées à la maladie d'Alzheimer. Et certains avaient des scans et des tests de liquide céphalo-rachidien. 

Parmi les participants, 139 n'avaient aucune preuve de la protéine amyloïde qui signifie préclinique Alzheimer. La plupart avaient des cycles de sommeil / éveil normaux, mais plusieurs avaient des perturbations circadiennes liées à l'âge avancé, à l'apnée du sommeil ou à d'autres causes.Mais parmi les 50 autres sujets, qui avaient soit des scintigraphies cérébrales anormales ou un liquide céphalorachidien anormal, tous avaient connu des perturbations significatives dans leurs horloges internes, déterminées par le temps de repos dont ils disposaient la nuit et leur activité pendant la journée. Les perturbations du cycle veille / sommeil étaient restées après que les chercheurs aient statistiquement contrôlé l'apnée du sommeil, l'âge et d'autres facteurs. 

Les participants portaient tous des dispositifs et devaient tenir un journal détaillé du sommeil tous les matins. En effectuant le suivi de l'activité pendant la journée et la nuit, les chercheurs ont pu déterminer la répartition du repos et de l'activité tout au long des périodes de 24 heures. Les participants qui ont connu de courtes poussées d'activité et de repos pendant le jour et la nuit étaient plus susceptibles d'avoir des signes d'accumulation d'amyloïde dans leur cerveau.Selon les chercheurs, ces découvertes renforcent les observations préalablement étudiées concernant les perturbations du rythme circadien chez les souris. Pour perturber les rythmes circadiens des animaux, les chercheurs ont désactivé les gènes qui contrôlent l'horloge circadienne. 

Après plus de deux mois, les souris avec des rythmes circadiens perturbés avaient développé considérablement plus de plaques amyloïdes que les souris avec des rythmes normaux. Les souris avaient également eu des changements dans les rythmes quotidiens normaux de la protéine amyloïde dans le cerveau. Les chercheurs soulignent que ce serait les premières données démontrant que la perturbation des rythmes circadiens pourrait accélérer le dépôt de plaques. 

Selon les chercheurs, bien qu'il soit trop tôt pour répondre à la question de savoir si les rythmes circadiens perturbés exposent les gens à la maladie d'Alzheimer ou si les changements cérébraux liés à la maladie d'Alzheimer perturbent les rythmes circadiens, ces perturbations des rythmes circadiens pourront servir de biomarqueur pour la maladie préclinique

lundi 29 janvier 2018

Une nouvelle étude met en lumière des protéines clés composant les souvenirs

Jusqu'à présent, les scientifiques avaient très peu de connaissances sur ce que fait une protéine appelée AKT dans le cerveau. Mais une nouvelle étude menée par l'University of Colorado  publiée dans eLife,  les chercheurs révèlent que l'AKT se présente en trois variétés distinctes résidant dans différents types de cellules cérébrales et affectant la santé du cerveau de manière très distincte.

Selon les chercheurs, la découverte pourrait déboucher sur de nouveaux traitements plus ciblés pour tout, du glioblastome, le cancer du cerveau du sénateur John McCain, à la maladie d'Alzheimer et à la schizophrénie. Les chercheurs mentionnent que l'AKT est une protéine centrale qui a été impliquée dans une multitude de maladies neurologiques, cependant elle reste peu connue. Selon eux, leur étude est la première à examiner de manière exhaustive ce que font ses différentes formes dans le cerveau.

Les chercheurs soulignent que découverte dans les années 1970 et mieux connue comme un «oncogène», qui, lorsqu'il est muté, peut promouvoir le cancer, la protéine AKT a été récemment identifiée comme étant un acteur clé dans la promotion de la plasticité synaptique, soit la capacité du cerveau à renforcer les connexions cellulaires.

Les chercheurs soulignent que le cerveau veut se souvenir de ce qui se passe et fabrique de nouvelles protéines pour encoder cette mémoire. AKT est l'une des premières protéines à être mises en ligne, un commutateur central qui active la mémoire. Cependant tous les AKT ne sont pas créés également.Pour l'étude, les chercheurs ont fait taire les trois différentes isoformes, ou variétés, d'AKT chez les souris et a observé leur activité cérébrale. Ils ont fait un certain nombre de découvertes clés: AKT2 se trouve exclusivement dans l'astroglie, les cellules de soutien en forme d'étoile dans le cerveau et la moelle épinière qui sont souvent affectées par le cancer du cerveau et les lésions cérébrales. Selon les chercheurs, s'il était possible de développer un médicament ciblant uniquement AKT2 sans affecter d'autres formes, il pourrait être plus efficace de traiter certains problèmes avec moins d'effets secondaires.

Les chercheurs ont également constaté que AKT1 est omniprésent dans les neurones et semble être la forme la plus importante dans la promotion du renforcement des synapses en réponse à l'expérience, plus préciséement la formation de la mémoire.   De son côté, AKT3 semble jouer un rôle clé dans la croissance du cerveau, avec des souris dont le gène AKT3 est réduit au silence montrant une plus petite taille du cerveau. Alors qu'auparavant, les chercheurs supposaient que les protéines faisaient toutes la même chose dans les mêmes cellules de la même manière.

Les chercheurs notent que des inhibiteurs pan-AKT ont déjà été développés pour le traitement du cancer, mais ils envisagent un jour où les médicaments pourraient être développés pour cibler des versions plus spécifiques de la protéine (AKT1 pour la maladie d'Alzheimer et la schizophrénie, AKT2 pour le cancer) prévenant ainsi les effets secondaires. 

 

  

Un inhalant de nanoparticules pourrait traiter les maladies cardiaques

Des chercheurs ont mis au point un inhalant nanoparticulaire pour traiter les personnes souffrant de maladies cardiaques, tel que le révèle un article publié dans la revue Science Translational Medicine.  Selon les chercheurs, ces dernières années, des nanoparticules ont été développées pour administrer des médicaments à des parties spécifiques du corps, permettant ainsi une thérapie par contact direct. Or, ces médicaments sont généralement administrés par voie orale ou intraveineuse, ce que les chercheurs décrivent comme inefficace pour l'administration de médicaments cardiaques. Leur approche permettrait d'inhaler les particules, leur permettant d'atteindre le cœur plus rapidement et d'être absorbé par les cardiomyocytes, les cellules musculaires du cœur, ce qui améliorerait la fonction cardiaque.

Les chercheurs ont créé ses nanoparticules à partir de matériaux qui ressemblent étroitement aux dents et à l'os, ce qui donne des particules de phosphate de calcium suffisamment petites pour absorber le tissu cardiaque, mais suffisamment grandes pour transporter les médicaments là où elles sont nécessaires. Le médicament dans ce cas était un médicament qui a été trouvé pour réparer les canaux calciques sur les surfaces des cellules cardiaques, un élément essentiel de la restauration de l'activité électrique cardiaque normale.

Après avoir chargé les nanoparticules avec les médicaments thérapeutiques, les chercheurs les ont administrés à des souris et à des rats dont les cœurs avaient été endommagés d'une manière qui imitait la cardiomyopathie diabétique. Les chercheurs ont ensuite mesuré la santé de leur cœur en notant combien de sang a été éjecté du ventricule gauche. Ils rapportent qu'avant l'administration du traitement médicamenteux, les souris ayant des cœurs endommagés avaient obtenu 17 points de pourcentage de moins que les souris en bonne santé. Après le traitement, ils ont constaté que les mesures ont augmenté de 15 points de pourcentage en moyenne, ce qu'ils décrivent comme une récupération presque complète.

Les chercheurs ont testé le système d'administration de médicaments chez les porcs, ces derniers possédant un système respiratoire plus proche de l'homme, cherchant à voir à quelle vitesse il s'accumulerait dans les tissus cardiaques, offrant une amélioration par rapport aux méthodes conventionnelles. Les chercheurs soulignent également que l'inhalation des nanoparticules n'a causé aucune toxicité dans le tissu cardiaque chez la souris ou le rat. Cependant, d'autres études seront nécessaires pour s'assurer que le système de distribution est sûr avant de pouvoir être testé chez l'homme. 

dimanche 28 janvier 2018

Une nouvelle façon d'inverser la résistance à l'insuline

Selon une étude publiée dans Journal of Clinical Investigation, des chercheurs du Vanderbilt University ont découvert comment l'insuline traverse l'endothélium capillaire pour sortir des vaisseaux sanguins et stimuler les cellules musculaires squelettiques, une découverte majeure qui pourrait conduire à de nouvelles méthodes pour inverser la résistance à l'insuline, une caractéristique du diabète de type 2. Les chercheurs mentionnent que leur découvert fut rendue possible grâce au
développement d'une nouvelle technique de microscopie permettant de mesurer le mouvement de l'insuline à travers la paroi endothéliale des capillaires musculaires squelettiques chez la souris.

Selon les chercheurs, la paroi capillaire musculaire est une barrière  à l'action de l'insuline sur les muscles. Elle serait l'étape limitant le taux d'action de l'insuline musculaire et un site potentiel de régulation. Selon les chercheurs, définir comment l'insuline quitte le capillaire serait essentiel à la compréhension et au traitement de la résistance à l'insuline.

Selon les chercheurs, l'une des principales fonctions de l'insuline est de stimuler l'absorption du glucose par le muscle, où il est stocké ou utilisé comme carburant. Pour stimuler l'absorption du glucose, l'insuline doit traverser la barrière endothéliale dans le tissu musculaire. L'apport insuffisant d'insuline dans les tissus est une caractéristique clé de la résistance à l'insuline et du diabète de type 2. 

En utilisant une technique quantitative de microscopie à fluorescence intravitale qu'ils ont développée en combinaison avec une modélisation mathématique, les chercheurs ont découvert que l'insuline se déplaçait à travers l'endothélium par transport en phase liquide. Or, un tel mouvement n'est pas dépendant de la présence de récepteurs de l'insuline endothéliale ou limité par la saturation des processus de transport endothélial, comme cela avait été supposé précédemment. Selon les chercheurs, une meilleure compréhension des variables contrôlant le mouvement de l'insuline à travers la paroi endothéliale pourrait conduire à des stratégies améliorées pour inverser la résistance à l'insuline, y compris le développement de petites molécules améliorant l'administration d'insuline ou de nouveaux analogues de l'insuline. 

Une découverte pourrait faire progresser les traitements des cellules souches neurales contre les troubles cérébraux

Une  étude du Prebys Medical Discovery Institute  est parmi les premières à décrire comment une modification de l'ARNm influe sur la vie des cellules souches neurales (neural stem cells, NSC). L'étude, publiée dans Nature Neuroscience, révèle un nouveau système de régulation génétique qui pourrait faire avancer les thérapies cellulaires et les traitements ciblant les maladies neurologiques comme la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et les troubles mentaux affectant les capacités cognitives.

Selon les chercheurs, être capable de maintenir des cellules souches viables dans le cerveau pourrait conduire à des thérapies régénératrices pour traiter les blessures et les maladies. Selon eux, l'étude révèle une fonction auparavant inconnue mais essentielle d'une modification de l'ARNm dans la régulation de l'auto-renouvellement des NSC.Comme les NSC sont de plus en plus explorés comme thérapie cellulaire de remplacement pour les troubles neurologiques, la compréhension de la biologie fondamentale des NSCs est essentielle pour maîtriser le contrôle de leurs fonctions in vivo dans le cerveau.

Les NSC sont des cellules progénitrices présentes non seulement au cours du développement embryonnaire, mais également dans le cerveau adulte. Les NSC subissent un processus d'auto-renouvellement pour maintenir leur population, et se différencient pour donner naissance à tous les types de cellules neurales, soit les neurones, les astrocytes et les oligodédrocytes.L'étude portait sur l'aspect de l'auto-renouvellement des NSC. En utilisant des souris knock-out (souris de laboratoire pour lesquelles les chercheurs ont inactivé, ou "assommé", un gène existant en le remplaçant ou en le perturbant avec un fragment d'ADN artificiel) pour l'enzyme qui catalyse la modification m6A, les chercheurs ont constaté que la modification m6A maintient le pool NSC en favorisant la prolifération et la prévention de la différenciation prématurée des NSC. Fait important, les chercheurs ont constaté que la modification m6A régule cela en régulant les modifications des histones. 

Les histones, les protéines dans les cellules qui lient et emballent l'ADN, et leurs modifications jouent un rôle important dans la question de savoir si les gènes sont activés ou désactivés. Certaines modifications d'histones compactent l'ADN pour cacher un gène de la machinerie de production de protéines de la cellule et par conséquent désactiver le gène. D'autre part, les modifications des histones peuvent également libérer l'ADN pour l'exposition des gènes pour activer le gène "on".

Les médicaments qui altèrent les histones ont une longue histoire d'utilisation en psychiatrie et en neurologie, et de plus en plus dans le cancer. Mais les médicaments actuels qui modifient les histones sont souvent non spécifiques; ils travaillent à travers le génome entier.


 

Identification de deux nouveaux gènes du cancer du sein

Des chercheurs du Columbia University Medical Center ont identifié deux nouveaux gènes du cancer du sein. Le fait d'avoir l'un des gènes, MSH6 et PMS2, doublerait le risque pour la femme de développer un cancer du sein à l'âge de 60 ans, tel que publié dans Genetics in Medicine.

Selon les chercheurs, les deux gènes étaient connus pour causer le syndrome de Lynch, une maladie héréditaire qui augmente le risque de cancer colorectal, ovarien, gastrique et endométrial. Le syndrome de Lynch est la cause héréditaire la plus courante du cancer colorectal, représentant environ 3% des cas nouvellement diagnostiqués. Les chercheurs rapportent qu'un Américain sur 440 a une variante de gène qui provoque le syndrome de Lynch.

Les chercheurs avaient soupçonné que les gènes du syndrome de Lynch pouvaient également causer le cancer du sein. Selon eux, certaines études avaient trouvé un lien, alors que d'autres ne l'avaient pas fait. Les chercheurs mentionnent que les personnes atteintes du syndrome de Lynch ne pensent pas qu'elles courent aussi un risque de cancer du sein. Or, selon eux, étant donné que l'analyse génomique est de plus en plus courante chez les patients ayant des antécédents personnels ou familiaux de cancer, la possibilité de faire un dépistage plus ciblé du cancer du sein chez les femmes porteuses de l'un des gènes associés au risque serait possible.

Les chercheurs ont analysé une base de données de plus de 50 000 femmes ayant subi un test génétique héréditaire multi-génétique entre 2013 et 2015. Parmi celles-ci, 423 ont eu une mutation dans l'un des quatre gènes responsables du syndrome de Lynch, soit MLH1, MSH2, MSH6 et PMS2.Des analyses supplémentaires ont révélé que les femmes ayant une mutation dans deux gènes spécifiques du syndrome de Lynch, MSH6 et PMS2, présentaient un risque de cancer du sein deux fois plus élevé que les femmes dans la population générale. En se basant sur l'incidence du cancer dans la population étudiée, les chercheurs ont calculé qu'environ 31 à 38% des femmes atteintes de cancer causant le MSH6 et le PMS2 développeraient un cancer du sein comparativement à environ 15% des femmes dans la population générale.

Les chercheurs soulignent en terminant qu'étant donné que le syndrome de Lynch n'est pas rare dans la population générale, cette découverte pourrait toucher des dizaines de milliers de personnes aux États-Unis.

Comment votre cerveau parvient-il à se souvenir de ce que vous avez eu pour le souper hier soir

Confirmant des modèles computationnels antérieurs, des chercheurs de l'University of California - San Diego expliquent, dans une étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences  que les souvenirs épisodiques sont codés dans l'hippocampe du cerveau humain par des ensembles clairsemés de neurones.

Les souvenirs épisodiques sont des souvenirs d'événements passés qui se sont produits à un moment et à un endroit donnés, une sorte de voyage dans le temps pour rappeler, par exemple, une fête d'anniversaire passée ou une conversation avec un ami. L'encodage des souvenirs épisodiques se produit dans l'hippocampe, une paire de petites régions en forme d'hippocampe situées en profondeur dans la partie centrale du cerveau, mais le mécanisme précis et le nombre de neurones impliqués ne sont pas clairement définis. Selon les chercheurs, les scientifiques s'intéressent à ces questions non seulement en raison de leurs implications pour les modèles de mémoire, mais aussi pour des raisons liées à la santé. Par exemple, la dégénérescence dans cette région du cerveau est responsable de la perte de mémoire dans les premiers stades de la maladie d'Alzheimer.

Les chercheurs ont étudié la fonction cérébrale chez 20 patients épileptiques subissant une surveillance intracrânienne à des fins cliniques. Plus précisément, ils ont enregistré l'activité d'un seul neurone alors que les participants à l'étude lisent un flux continu de mots, dont certains ont été répétés. Ils ont demandé aux participants d'indiquer si les mots étaient «nouveaux» ou «vieux» s'ils se rappelaient avoir vu le mot plus tôt. Une forte activité neuronale dans l'hippocampe associée à des mots répétés, mais pas à des mots nouveaux, a été considérée comme une preuve d'activité liée à la mémoire épisodique. 

Les chercheurs ont découvert que les souvenirs épisodiques individuels étaient codés et représentés par la forte activité de petits ensembles de neurones de l'hippocampe (moins de 2,5%) et généralement non chevauchants, ce qui pourrait expliquer pourquoi les efforts de recherche antérieurs ont eu du mal à détecter le processus. Ils ont également noté que les taux de décharge ou l'activité des neurones de l'hippocampe restants (environ 97,5 pour cent) avaient été supprimés, un phénomène appelé affinement neuronal
 
Les chercheurs ont également recherché une activité apparentée dans l'amygdale, une région du cerveau proche associée à l'émotion et à la mémoire émotionnelle. Les modèles ne prédisent pas que les souvenirs épisodiques sont codés dans l'amygdale par des ensembles épars de neurones comme ils le sont dans l'hippocampe. En effet, les scientifiques n'y ont trouvé aucune activité.