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Une équipe de recherche dirigée par le professeur Claire Jacob, neurobiologiste, a identifié un mécanisme important qui peut être utilisé pour contrôler la restauration des gaines de myéline après une blessure traumatique et dans les maladies dégénératives. Grâce aux connaissances acquises, les chercheurs ont pu régénérer les gaines de myéline endommagées chez les souris en les traitant avec la substance active théophylline, rétablissant ainsi la fonction de leurs cellules nerveuses. Ces découvertes révolutionnaires sont le résultat de recherches menées à l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et à l’Université de Fribourg en Suisse.

La théophylline et la sclérose en plaques

Les neurones sont composés d’axones, c’est-à-dire de longues extensions semblables à des fibres qui transmettent des signaux à d’autres cellules. Plusieurs d’entre eux sont entourés d’une gaine de myéline, une épaisse couche de graisse qui les protège et aide à transférer rapidement les stimuli. Sans myéline, la capacité fonctionnelle des neurones – et donc de l’ensemble du système nerveux – est limitée et les neurones peuvent facilement dégénérer. La sclérose en plaques (SEP) est l’une des maladies associées à la dégradation de la gaine de myéline. Les patients atteints de SEP souffrent d’épisodes successifs de démyélinisation qui entraînent une perte progressive de la fonction de leur système nerveux. La remyélinisation des axones peut prévenir cette perte.
Si le système nerveux périphérique (SNP) est endommagé, lors d’un accident impliquant des blessures aux bras ou aux jambes par exemple, les axones et leurs gaines de myéline peuvent se rétablir relativement bien. Cependant, le système nerveux central (SNC) est complètement différent à cet égard, car il n’y a pas de restauration efficace des axones et donc de la gaine de myéline après une lésion.
Cela signifie que les lésions du SNC entraînent généralement une paralysie permanente – comme dans le cas de la sclérose en plaques, lorsque la perte de myéline entraîne une dégénérescence des axones. La SEP est la maladie neurodégénérative du SNC la plus courante et est attribuable à la dégradation de la gaine de myéline des neurones. L’apparition de lésions successives peut entraîner une perte permanente de la fonction du SNC si la restauration de la gaine de myéline est inefficace.

Restaurer la couche de myéline protectrice

Des gaines de myéline intactes sont une condition préalable au bon fonctionnement des systèmes nerveux central et périphérique. Si le système nerveux périphérique (SNP) est endommagé, lors d’un accident impliquant des blessures aux bras ou aux jambes, les axones et leurs gaines de myéline peuvent se rétablir relativement bien. « La régénération du SNP est assez efficace, bien qu’elle puisse être améliorée », a déclaré le professeur Claire Jacob, soulignant que même les jeunes ne connaissent pas une régénération complète.
Cependant, le système nerveux central (SNC) est complètement différent à cet égard, car il n’y a pas de restauration efficace des axones et donc de la gaine de myéline après une lésion. Cela signifie que les lésions du SNC entraînent généralement une paralysie permanente – comme dans le cas de la sclérose en plaques, lorsque la perte de myéline entraîne une dégénérescence des axones. La SEP est la maladie neurodégénérative du SNC la plus courante et est attribuable à la dégradation de la gaine de myéline des neurones.
L’apparition de lésions successives peut entraîner une perte permanente de la fonction du SNC si la restauration de la gaine de myéline est inefficace. La capacité de l’organisme à se remyéliniser diminue considérablement avec l’âge. « Afin de favoriser la restauration de la myéline, nous devons comprendre le processus qui contrôle le mécanisme », a souligné M. Jacob.
Dans ce récent projet, son groupe de recherche a étudié comment la remyélinisation se produit dans les systèmes nerveux périphérique et central de souris. « Nous voulions d’abord comprendre le processus qui bloque la remyélinisation. Nous avons ensuite étudié comment contrecarrer cet effet de blocage ». Les neuroscientifiques ont identifié une protéine appelée eEF1A1 comme un facteur clé dans ce processus et ont découvert que l’eEF1A1 activée par l’acétylation empêche le processus de remyélinisation, mais que si l’eEF1A1 est désactivée par désacétylation, les gaines de myéline peuvent être reconstruites. La protéine qui désacétyle l’eEF1A1 est l’enzyme appelée histone désacétylase 2 (HDAC2).

La théophylline régénère la gaine de myéline 

« Une fois que nous avons compris ce processus, nous avons décidé d’essayer de le contrôler en stimulant l’activité de l’enzyme HDAC2 et sa synthèse dans les cellules », a déclaré Jacob. Cela a été réalisé en utilisant la substance active théophylline, qui est également présente dans les feuilles de thé et qui est utilisée depuis longtemps dans le traitement de l’asthme.
Dans un modèle de souris, l’utilisation de la théophylline sur une période de quatre jours a permis une récupération significative. La restauration des gaines de myéline a été particulièrement impressionnante dans le SNP, où elles se sont complètement rétablies. La régénération s’est également améliorée dans le SNC, car il y a eu une reconstruction rapide et efficace des gaines de myéline chez les jeunes et les vieilles souris. Une faible dose de cette substance active a suffi à déclencher ces améliorations – un grand avantage par rapport aux effets secondaires connus de la théophylline, qui se produisent à des doses plus élevées.
Bien que cette découverte soit importante, elle doit être testée chez des humains. Actuellement, le financement des essais cliniques chez les patients est en cours de recherche, tandis qu’une demande de brevet a déjà été déposée.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : Johannes Gutenberg Universitaet Mainz
Crédit photo : Pexels

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