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Les cellules immunitaires du cerveau engloutissent les synapses dans les hippocampes des rongeurs nourris avec des régimes riches en graisses ou en sucres.

L’obésité est en hausse à travers le monde. La prévalence mondiale de cette maladie a presque triplé au cours des quatre dernières décennies et environ 13% des adultes étaient obèses en 2016. Cette augmentation stupéfiante pose un problème de santé publique: l’obésité est non seulement liée aux maladies physiques telles que les maladies cardiovasculaires et le diabète. Des enquêtes épidémiologiques ont révélé que cette maladie était également liée à un déclin cognitif et à un risque accru de développer une démence et d’autres troubles liés au cerveau plus tard dans la vie.

L’obésité serait liée à un déclin cognitif

Les chercheurs ont récemment commencé à faire la lumière sur la façon dont la prise de poids affecte le cerveau et, au cours des dernières années, les microglies –  les cellules immunitaires résidentes du cerveau – sont devenues les principaux responsables. Plusieurs études sur des rongeurs brossent un tableau de la microglie activée engloutissant les épines dendritiques, qui forment des synapses dans le cerveau des animaux obèses comme cause du déclin cognitif. Une étude publiée le 10 septembre dans le Journal of Neuroscience fournit un nouveau support solide pour cette théorie.

Alors que des études antérieures ont établi des associations solides entre la microglie et le déclin cognitif lié à l’obésité, Elise Cope, post-doctorant à l’Université de Princeton, affirme qu’aucune étude n’a encore cherché à savoir si ces cellules provoquaient réellement des changements comportementaux.

«La nouveauté de notre étude est que nous avons décidé de voir si le blocage de la microglie en utilisant trois différentes méthodes pouvaient réellement prévenir la perte de la colonne vertébrale dendritique et améliorer la fonction cognitive», explique Cope.

Une technique transgénique et deux interventions pharmacologiques

Pour répondre à la question de la causalité, Cope et ses collègues ont utilisé une technique transgénique et deux interventions pharmacologiques pour examiner l’activité microgliale de l’hippocampe – une région du cerveau impliquée dans la mémoire et la cognition spatiale – entre autres modèles d’obésité chez la souris.

Tout d’abord, ils ont examiné les effets de la suralimentation sur des animaux pour lesquels il n’existait pas un allèle pour le gène codant pour le récepteur microglial de la fractalkine, une molécule libérée par les neurones qui agit comme un signal « trouve moi », ensuite, ils ont étudié les effets de l’administration de l’un des deux médicaments après que les rongeurs avaient consommé des régimes riches en graisses pendant environ deux mois et demi: la minocycline, qui atténue l’activité microgliale et l’annexine V, empêchant les cellules mortes et les synapses de se libérer un signal «mange moi» qui aide à déclencher l’activité phagocytaire de la microglie.

Dans les trois cas, les souris ayant une alimentation riche en graisses et présentant une microglie altérée ne présentaient pas de perte des épines dendritiques et une mauvaise performance des tâches de la mémoire observées chez les animaux obèses dont les cellules immunitaires du cerveau fonctionnaient normalement. «Nos données réunies suggèrent que les microglies sont des synapses suralimentées qui sont potentiellement utiles dans le cerveau obèse, et c’est ce qui conduit à un déclin cognitif», explique Cope.

La minocycline pourrait prévenir le déclin cognitif

Ruth Barrientos, une neuroscientifique du comportement à l’Université de Colorado Boulder, qui n’a pas participé à cette recherche, explique  que la minocycline – un antibiotique utilisé notamment pour soulager l’acné –  pourrait également prévenir les effets cognitifs induits par l’obésité. «Cependant, l’un des principaux atouts de cette étude était qu’ils utilisaient trois approches distinctes pour réduire l’activation microgliale ou en perturber le fonctionnement, et les trois approches ont révélé des résultats cohérents», explique-t-elle.

L’observation selon laquelle la minocycline et l’annexine-V peuvent bloquer le déclin cognitif causé par l’obésité liée à l’alimentation est «très encourageante», déclare Sarah Spencer, neuroscientifique à l’université RMIT en Australie. « Cela suggère qu’il est possible de réduire les effets néfastes de l’obésité avec des traitements qui influencent l’activation microgliale. »

Comme les chercheurs n’utilisaient que des souris mâles, il serait intéressant de voir «si les femmes atteintes d’obésité présenteraient le même profil», explique Spencer. Elle ajoute que, même si les différences entre les sexes doivent être prises en compte dans toutes les études, il est particulièrement important de les traiter dans ce cas, car les chercheurs ont précédemment observé que la densité synaptique dans l’hippocampe change tout au long du cycle ovarien.

Cope explique qu’elle et ses collègues se sont concentrées sur les animaux mâles parce que, contrairement aux humains, les souris femelles ne prennent pas de poids avec un régime riche en graisses comme le font les souris mâles.

Une étude qui fournit des indices

La façon dont l’obésité conduit à la réactivité microgliale reste une question ouverte, mais l’étude de Cope fournit des indices. Lorsque les chercheurs ont comparé les régimes à base de graisse et de sucre, ils ont constaté que les souris présentaient des niveaux de déclin cognitif similaires, indiquant une augmentation de la masse grasseuse et du poids plutôt que de la nourriture elle-même.

«Cela vaut la peine d’être plus explorer pour voir si le blocage des mécanismes de signalisation de la graisse corporelle permettrait de prévenir les effets de l’obésité sur le cerveau.»

Source : The Scientist