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L’une des raisons pour lesquelles les lésions nerveuses du cerveau ne peuvent pas se régénérer facilement, est que les neurites ne savent pas dans quelle direction ils doivent se développer. Une équipe de chercheurs de la Ruhr-Universität Bochum (RUB), de l’Université de la Sorbonne à Paris et de la Technische Universität Braunschweig travaille actuellement à leur montrer la direction à suivre en utilisant des nanoparticules magnétiques. L’équipe dirigée par le professeur Rolf Heumann, chercheur principal en neurobiochimie moléculaire à la RUB, espère que cela permettra d’atténuer à long terme les effets des maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson.

Les neurites ne connaissent pas le chemin

La restauration des fonctions cérébrales à la suite d’une blessure ou en raison de maladies neurodégénératives reste un problème non résolu dans le domaine des neurosciences et de la médecine. La régénération du système nerveux central n’est possible que dans une mesure très limitée car le neurite régénérateur entre en contact avec des protéines qui ont des propriétés inhibitrices de la croissance. « L’axone en régénération ne sait pas non plus au départ dans quelle direction il doit croître pour atteindre et relier fonctionnellement le tissu cible dénervé », explique Rolf Heumann.
L’équipe a déjà pu montrer que l’activation d’une voie de signalisation centrale dans les neurones, qui est déclenchée par la protéine Ras fixée à la membrane cellulaire, protège les cellules de la dégénérescence et entraîne également la croissance des fibres nerveuses. Les chercheurs voulaient contrôler la direction de la croissance de ces fibres dans le cadre du projet actuel. Pour ce faire, ils ont utilisé des nanoparticules magnétiques, qu’ils ont implantées à l’intérieur de neurones modèles. L’activation de la voie de signalisation Ras est déclenchée par une protéine Ras qui est active en permanence ou par une protéine de commutation régulant Ras.

Contrôler les nanoparticules à l’aide de pointes magnétiques

« Nous avons d’abord montré que nous étions capables de déplacer les nanoparticules ferreuses dans les neurones de manière contrôlée à l’aide de pointes magnétiques », explique Fabian Raudzus. Le groupe a ensuite réussi à lier la protéine de commutation régulant Ras à l’intérieur de la cellule aux nanoparticules et à les transporter magnétiquement jusqu’à la membrane cellulaire. Les chercheurs ont ensuite pu implanter ces nanoparticules fonctionnalisées dans le neurite et leur permettre de s’accumuler à son extrémité, où la direction de la croissance est déterminée. La liaison des nanoparticules et de la protéine de commutation Ras a été démontrée à l’aide de mesures de diffusion de la lumière et de procédures microscopiques telles que la spectroscopie de corrélation de fluorescence.
L’équipe de recherche voit un potentiel thérapeutique dans la capacité à contrôler magnétiquement ces nanoparticules fonctionnalisées des fibres nerveuses : « le chercheur japonais Jun Takahashi a récemment lancé un essai clinique basé sur la transplantation de neurones personnalisés, pour remplacer certains neurones dopaminergiques qui sont perdus à cause de la maladie de Parkinson », explique Heumann. « L’objectif à long terme de notre étude est de promouvoir la régénération des neurones dopaminergiques transplantés en utilisant des nanoparticules magnétiques fonctionnalisées dans le cerveau ».

Alimenter plusieurs millions de neurones

Pour y parvenir, ces nanoparticules doivent être introduites dans plusieurs millions de neurones. L’équipe a pu montrer, à l’aide de cellules modèles, que de grandes populations de cellules étaient simultanément chargées de ces nanoparticules magnétiques grâce à une méthode simple basée sur la pression mécanique. Cela n’a pas perturbé l’induction de la croissance des fibres nerveuses.
« Bien que nous soyons encore loin d’une application clinique, nous espérons que nos expériences représentent un premier pas vers le soutien de la régénération des neurones dopaminergiques transplantés, dans le traitement de la maladie de Parkinson », déclare Rolf Heumann.
Cette recherche a été publiée dans Scientific Reports.
Source : Ruhr-Universitaet-Bochum
Crédit photo : StockPhotoSecrets 

Parkinson : montrer aux nerfs la direction de leur croissancemartinbiothechnologie
L'une des raisons pour lesquelles les lésions nerveuses du cerveau ne peuvent pas se régénérer facilement, est que les neurites ne savent pas dans quelle direction ils doivent se développer. Une équipe de chercheurs de la Ruhr-Universität Bochum (RUB), de l'Université de la Sorbonne à Paris et de la...