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Une nouvelle étude menée par des neuroscientifiques du MIT à l’Institut Picower pour l’apprentissage et la mémoire pourrait contribuer aux efforts pour lutter contre la maladie d’Alzheimer en identifiant les régions où l’amyloïde est apparue le plus tôt dans le cerveau dans un modèle murin de cette maladie.

L’amyloïde et les régions du cerveau

Cette étude montre notamment que le degré d’accumulation de l’amyloïde dans l’une de ces mêmes régions du cerveau humain est fortement corrélé avec la progression de cette maladie.
« La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative où il se produit une grande perte de neurones », a déclaré Wen-Chin Brian Huang, coauteur principal de cette étude et postdoctorant au laboratoire de Li-Huei Tsai. « À ce moment-là, il serait difficile de guérir ces symptômes. Il est vraiment essentiel de comprendre quels circuits et quelles régions présentent un dysfonctionnement neuronal au début de la maladie. Cela faciliterait à son tour le développement de traitements plus efficaces. »

Rechercher des plaques

De nombreux groupes de recherche ont fait des progrès au cours des dernières années en traçant le cheminement de l’amyloïde dans le cerveau à l’aide de technologies comme la tomographie par émission de positrons et en examinant le cerveau après sa mort, mais cette nouvelle étude en biologie des communications ajoute de nouvelles preuves importantes du modèle murin 5XFAD, car elle présente un regard impartial sur le cerveau entier dès le premier mois d’existence.

Cette étude révèle que l’amyloïde commence dans les régions profondes du cerveau telles que le corps mammillaire, la cloison latérale et le sous-curriculum avant de se frayer un chemin le long de circuits cérébraux spécifiques qui la mène finalement à l’hippocampe, une région clé pour la mémoire, et au cortex, une région clé pour la connaissance.
L’équipe a utilisé SWITCH, une technologie mise au point par Chung, pour étiqueter les plaques d’amyloïdes et clarifier l’ensemble du cerveau des souris 5XFAD afin qu’elles puissent représenter en détail à différents âges la progression de ces plaques. L’équipe a été en mesure de constater que ces plaques émergeaient d’abord dans les structures profondes du cerveau, puis qu’elles suivaient des chemins tels que le circuit de la mémoire de Papez pour se propager dans le cerveau de 6 à 12 mois (la durée de vie d’une souris peut atteindre trois ans).
Ces résultats aident à cimenter une compréhension qui a été plus difficile à obtenir des cerveaux humains, a dit Huang, parce que la dissection postmortem ne peut pas facilement expliquer comment cette maladie s’est développée au fil du temps et les tomographies TEP n’offrent pas ce genre de résolution que cette nouvelle étude fournit chez les souris.

Les dépôts des bêta-amyloïdes commencent dans les structures sous-corticales

Il est important de noter que l’équipe a validé directement une prédiction clé des résultats obtenus chez la souris dans les tissus humains : si le corps mammillaire est en effet un endroit très précoce où les plaques amyloïdes émergent, alors la densité de ces plaques devrait augmenter proportionnellement au degré d’avancement de la maladie.
Bien sûr, lorsque l’équipe a utilisé SWITCH pour examiner les corps mammillaires du cerveau humain postmortem à différents stades de la maladie, elle a vu exactement cette relation : plus le stade était tardif, plus le corps mammillaire était recouvert d’une plaque plus dense.
« Cela suggère que les altérations du cerveau humain dans la maladie d’Alzheimer ressemblent à ce que nous observons chez la souris », ont écrit les auteurs. « Nous proposons donc que les dépôts des bêta-amyloïdes commencent dans les structures sous-corticales et s’étendent à la mémoire et aux réseaux cognitifs de plus en plus complexes avec l’âge. »

L’équipe a également mené des expériences pour déterminer si l’accumulation de plaques qu’elle a observée avait que des conséquences réelles se produisent sur les neurones dans les régions touchées. L’une des caractéristiques de la maladie d’Alzheimer est un cercle vicieux dans lequel l’amyloïde rend les neurones trop facilement excités et la surexcitation entraîne une production accrue de neurones amyloïdes.
L’équipe a mesuré l’excitabilité des neurones dans le corps mammillaire de souris 5XFAD et a constaté qu’ils étaient plus excitables que des souris similaires qui ne présentaient pas l’ensemble des modifications génétiques des souris 5XFAD.
Dans un aperçu d’une future stratégie thérapeutique potentielle, lorsque les chercheurs ont utilisé une approche génétique pour faire taire les neurones dans le corps mammillaire de certaines souris 5XFAD mais n’ont pas affecté les neurones d’autres souris, les souris aux neurones silencieux ont produit moins d’amyloïde.

Des résultats intéressants qui soulèvent également des questions

Bien que ces résultats aident à expliquer en grande partie comment l’amyloïde se propage dans le cerveau dans l’espace et le temps, ils soulèvent aussi de nouvelles questions, a dit Huang. Comment le corps mammillaire peut-il affecter la mémoire et quels types de cellules y sont les plus affectés ? « Cette étude ouvre la voie à d’autres recherches sur la façon dont le dysfonctionnement de ces régions et circuits du cerveau contribue aux symptômes de la maladie d’Alzheimer « , a-t-il dit.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications Biology.
Source : The Picower Institute
Crédit photo : Pixabay

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