Des progrès récents dans l'imagerie cérébrale ont permis aux scientifiques de démontrer pour la première fois qu'une protéine clé qui provoque la mort des cellules nerveuses se propage dans le cerveau dans la maladie d'Alzheimer et que sa propagation peut empêcher la maladie de s'installer, comme le révèle une étude menée par l'University of Cambridge publiée dans Brain.
Les chercheurs estiment que 44 millions de personnes dans le monde souffrent de la maladie d'Alzheimer, une maladie dont les symptômes comprennent des problèmes de mémoire, des changements de comportement et une perte progressive d'autonomie. Ces symptômes sont causés par l'accumulation dans le cerveau de deux protéines anormales, soit amyloïde bêta et tau. On pense que le bêta-amyloïde se produit en premier, ce qui favorise l'apparition et la propagation du tau. Ce serait cette dernière protéine qui détruit les cellules nerveuses, rongeant nos souvenirs et nos fonctions cognitives.
Jusqu'à il y a quelques années, il était seulement possible de regarder l'accumulation de ces protéines en examinant le cerveau des patients Alzheimer décédés, post mortem. Cependant, les récents développements dans la tomographie par émission de positrons ont permis aux scientifiques de commencer à visualiser leur accumulation chez des patients encore en vie. Un patient reçoit par injection un ligand radioactif, une molécule traceuse qui se lie à la cible (tau) et peut être détecté en utilisant un scanner.
Les chercheurs décrivent dans l'étude une combinaison de techniques d'imagerie pour examiner comment les patterns de tau sont liés au câblage du cerveau chez 17 patients atteints de la maladie d'Alzheimer. .
La façon dont le tau apparaît dans tout le cerveau a fait l'objet de spéculations parmi les scientifiques. Une hypothèse est que tau commence à un endroit et se propage ensuite à d'autres régions, déclenchant une réaction en chaîne. Cette idée, connue sous le nom de «propagation transneuronale» (transneuronal spread), est soutenue par des études chez la souris. Quand une souris est injectée avec tau humain anormal, la protéine se propage rapidement dans tout le cerveau. Cependant, les chercheurs rapportent que cette preuve est controversée car la quantité de tau injectée est beaucoup plus élevée par rapport à la taille du cerveau comparée aux niveaux de tau observés dans les cerveaux humains, et la protéine se propage rapidement dans tout le cerveau d'une souris.
Il y a aussi deux autres hypothèses concurrentes. L'hypothèse de «vulnérabilité métabolique» (metabolic vulnerability) indique que la protéine tau est produite localement dans les cellules nerveuses, mais que certaines régions ont des besoins métaboliques plus élevés et sont donc plus vulnérables à la protéine. Dans ces cas, tau est un marqueur de détresse dans les cellules.
La troisième hypothèse, «soutien trophique» (trophic support), suggère également que certaines régions du cerveau sont plus vulnérables que d'autres, mais que cela est moins lié à la demande métabolique et plus au manque de nutrition dans la région ou aux profils d'expression génique.
Les chercheurs ont examiné les connexions fonctionnelles dans le cerveau des patients atteints de la maladie d'Alzheimer (en d'autres termes, comment leur cerveau a été branché) et l'ont comparé aux niveaux de tau. Leurs résultats ont soutenu l'idée de la propagation transneuronal, que tau commence dans un endroit et se propage, mais étaient contraires aux prédictions des deux autres hypothèses.
Selon les chercheurs, si l'idée d'une propagation transneuronale est vraie, alors les zones du cerveau qui sont les plus connectées devraient avoir la plus grande accumulation de tau et la transmettre à leurs connexions. Les chercheurs la comparent à une épidémie de grippe à titre d'exemple, les personnes ayant les réseaux les plus importants sont les plus susceptibles d'attraper la grippe, puis de la transmettre à d'autres. Les chercheurs soulignent également que dans la maladie d'Alzheimer, la région cérébrale la plus commune pour le tau apparaît d'abord dans la zone du cortex entorhinal, à côté de l'hippocampe, la« région de la mémoire ». Les premiers symptômes de la maladie d'Alzheimer ont tendance à être des problèmes de mémoire, mais l'étude suggère que la tau se propage alors dans le cerveau, infectant et détruisant les cellules nerveuses, entraînant une aggravation progressive des symptômes du patient. Selon les chercheurs, la confirmation de l'hypothèse de propagation transneuronale est importante car elle suggère qu'ils pourraient ralentir ou stopper la progression de la maladie d'Alzheimer en développant des médicaments pour empêcher le tau de se déplacer le long des neurones.
Les chercheurs ont examiné 17 patients atteints d'une autre forme de démence, connue sous le nom de paralysie supranucléaire progressive (PSP), une affection rare qui affecte l'équilibre, la vision et la parole, mais pas la mémoire. Chez les patients atteints de PSP, tau a tendance à être trouvé à la base du cerveau plutôt que tout au long. Les chercheurs ont constaté que le profil de l'accumulation de tau chez ces patients soutenait les deux autres hypothèses, la vulnérabilité métabolique et le soutien trophique, mais pas l'idée que le tau se propage à travers le cerveau. Les chercheurs ont également pris des patients à différents stades de la maladie et ont examiné comment l'accumulation de tau affecté les connexions dans leur cerveau.
Chez
les patients atteints d'Alzheimer,les chercheurs ont découvert que lorsque le tau s'accumule
et endommage les réseaux, les connexions deviennent plus aléatoires, ce qui
explique peut-être la confusion et les souvenirs confus de ces patients. Dans
les PSP, ce sont les «autoroutes» qui transmettent le plus d'informations chez
les personnes en bonne santé qui sont les plus endommagées, ce qui signifie que
les informations doivent circuler dans le cerveau le long d'une voie plus
indirecte. Cela
peut expliquer pourquoi, lorsqu'on leur pose une question, les patients PSP
peuvent être lents à répondre, mais arriveront finalement à la bonne réponse.
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