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Une protéine du foie peu étudiée pourrait être responsable des bienfaits bien connus de l’exercice sur le cerveau vieillissant, selon une nouvelle étude sur des souris réalisée par des scientifiques. Ces résultats pourraient mener à de nouvelles thérapies visant à conférer les effets neuroprotecteurs de l’activité physique aux personnes qui ne peuvent pas faire d’exercice en raison de limitations physiques.

Une protéine pour rajeunir le cerveau

L’exercice physique est l’un des moyens les mieux étudiés et les plus puissants pour protéger le cerveau contre le déclin cognitif lié à l’âge et il a été démontré qu’il améliore la cognition chez les personnes exposées à des risques de maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la démence frontotemporale – même celles qui présentent des variantes génétiques rares qui conduisent inévitablement à la démence.
Mais de nombreuses personnes âgées ne sont pas en mesure de faire régulièrement de l’exercice en raison de limitations ou de handicaps physiques, et les scientifiques cherchent depuis longtemps des thérapies qui pourraient conférer certains des mêmes avantages neurologiques aux personnes ayant un faible niveau d’activité physique.
Cette nouvelle étude a montré qu’après l’exercice physique des souris, leur foie sécrète dans le sang une protéine appelée Gpld1. Les niveaux de cette protéine dans le sang correspondent à une amélioration de la fonction cognitive chez les souris âgées, et une collaboration avec le Centre de la mémoire et du vieillissement de l’UCSF a permis de constater que cette protéine est également élevée dans le sang des personnes âgées qui font régulièrement de l’exercice. Mais les chercheurs ont montré qu’une simple augmentation de la quantité de Gpld1 produite par le foie de la souris pourrait conférer au cerveau bon nombre des mêmes avantages que l’exercice régulier.

Les chercheurs ont choisi d’étudier la Gpld1 

Le laboratoire de M. Villeda a déjà montré que les facteurs biologiques présents dans le sang de jeunes souris peuvent rajeunir le cerveau des souris vieillissantes et, inversement, que les facteurs présents dans le sang de souris plus âgées peuvent entraîner un déclin cognitif prématuré lié à l’âge chez les jeunes souris.
Horowitz et Fan ont prélevé du sang sur des souris âgées qui avaient fait de l’exercice régulièrement pendant sept semaines et l’ont administré à des souris âgées sédentaires. Ils ont constaté que quatre semaines de ce traitement ont produit des améliorations spectaculaires de l’apprentissage et de la mémoire chez les souris âgées. En examinant le cerveau de ces animaux, ils ont constaté une augmentation de la production de nouveaux neurones dans la région connue sous le nom d’hippocampe.

La Gpld1 augmente dans la circulation sanguine

Pour découvrir quels facteurs biologiques spécifiques dans le sang qui pourraient être à l’origine de ces effets, Horowitz, Fan et ses collègues ont mesuré les quantités de différentes protéines solubles dans le sang de souris actives par rapport à des souris sédentaires. Ils ont identifié 30 protéines candidates, dont 19, à leur grande surprise, provenaient principalement du foie. Deux de ces protéines – la Gpld1 et la Pon1 – se sont révélées particulièrement importantes pour les processus métaboliques, et les chercheurs ont choisi d’étudier la Gpld1 plus en détail parce que peu d’études antérieures avaient examiné sa fonction.
L’équipe a découvert que la Gpld1 augmente dans la circulation sanguine des souris après l’exercice, et que les niveaux de la Gpld1 sont en étroite corrélation avec l’amélioration des performances cognitives des animaux. L’analyse des données humaines recueillies dans le cadre de cette étude du Hillblom Aging Network du Centre de la mémoire et du vieillissement de l’UCSF a montré que la Gpld1 est également élevée dans le sang des personnes âgées actives et en bonne santé par rapport aux personnes âgées moins actives.

Des bénéfices sous la forme d’une pilule

« Grâce à cette protéine, le foie réagit à l’activité physique et dit au vieux cerveau de rajeunir », a ajouté M. Villeda. « C’est un exemple remarquable de communication entre le foie et le cerveau, dont personne ne connaissait l’existence. D’autres expériences en laboratoire ont montré que la Gpld1 produit par le foie ne passe pas à travers la « barrière hémato-encéphalique », qui protège le cerveau des agents toxiques ou infectieux présents dans le sang.
Au lieu de cela, cette protéine semble exercer ses effets sur le cerveau par des voies qui réduisent l’inflammation et la coagulation du sang dans tout le corps. On sait que la coagulation sanguine et l’inflammation sont toutes deux élevées avec l’âge et ont été liées à la démence et au déclin cognitif lié à l’âge.
« S’il existait un médicament qui produisait les mêmes bénéfices cérébraux que l’exercice physique, tout le monde en prendrait. Maintenant, notre étude suggère qu’au moins certains de ces bénéfices pourraient un jour être disponibles sous la forme d’une pilule », a déclaré l’auteur principal de cette étude, Saul Villeda, professeur assistant à l’UCSF.
Cette recherche a été publiée en deux parties dans Science : Étude-1 et Étude-2.
Source : University of California, San Francisco
Crédit photo : Pexels

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