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Les accidents vasculaires cérébraux sont une des principales causes de mauvaise qualité de décès, au Japon et dans le monde entier. Depuis sa caractérisation, plusieurs chercheurs travaillent pour identifier des cibles thérapeutiques efficaces et accessibles aux médicaments pour cette maladie. La barrière hémato-encéphalique (BHE) est l’une de ces régions d’intérêt pour les cibles médicamenteuses.

La barrière hémato-encéphalique 

La BHE est une structure située autour du cerveau, qui empêche l’entrée des cellules et des biomolécules circulantes inutiles dans le cerveau. Les vaisseaux sanguins de la BHE sont recouverts d’une couche de sucre distincte et protectrice, appelée glycocalyx endothélial, qui empêche leur entrée. Cependant, en cas d’accident vasculaire cérébral, qui entraîne le blocage ou la rupture de vaisseaux sanguins dans le cerveau, des études ont montré que ce glycocalyx dégrade  l’intégrité de la BHE. En outre, l’endommagement des vaisseaux sanguins entraîne la mort neuronale et l’accumulation de sous-produits toxiques comme l’acroléine.

Un groupe de chercheurs du Japon et des États-Unis a voulu étudier comment la dégradation du glycocalyx se produit lors d’un accident ischémique cérébral. Kyohei Higashi, professeur associé junior de l’université des sciences de Tokyo, explique : « lorsque le tissu cérébral se nécrose à cause d’une ischémie, la fonction de la BHE est perturbée et les cellules immunitaires s’infiltrent dans le cerveau, exacerbant l’inflammation, mais les détails de ce processus ne sont pas encore clairs ».

Étudier la dégradation de la BHE

Pour la première fois le groupe de scientifiques, dirigé par le Dr Higashi, a identifié un mécanisme possible qui relie l’accumulation d’acroléine aux modifications du glycocalyx, ce qui entraîne des dommages à la BHE. Des chercheurs ont utilisé des modèles murins d’accidents vasculaires cérébraux ainsi que des expériences in vitro utilisant des cellules endothéliales capillaires cérébrales pour étudier avec précision les mécanismes à l’origine de la dégradation de la BHE.

Les chercheurs ont d’abord identifié que les principaux sucres du glycocalyx, le sulfate d’héparane et le sulfate de chondroïtine, présentaient des niveaux réduits dans la « phase hyperaiguë » après un accident vasculaire cérébral. Ils ont également constaté une augmentation de l’activité des enzymes dégradant le glycocalyx, comme l’hyaluronidase 1 et l’héparanase.

Après des recherches in vitro supplémentaires à l’aide de lignées cellulaires, ils ont découvert que l’exposition à l’acroléine entraînait l’activation du précurseur de l’héparanase (proHPSE). Plus précisément, ils ont découvert que l’acroléine modifiait des acides aminés spécifiques sur la structure de la proHPSE, en l’activant. Ils ont conclu que ce mécanisme a peut-être conduit à la dégradation du glycocalyx, et à la perturbation subséquente de la BHE.

Une nouvelle cible médicamenteuse 

Cette découverte de l’équipe est cruciale, car le proHPSE modifié par l’acroléine pourrait être une nouvelle cible médicamenteuse potentiellement efficace pour l’inflammation post-AVC. Comme l’explique le Dr Higashi, qui est également l’auteur correspondant de cette étude, « parce que le proHPSE, mais pas le HPSE, localise les cellules extérieures en se liant aux protéoglycanes de sulfate d’héparane, le proHPSE modifié à l’acroléine représente une cible prometteuse pour protéger le glycocalyx endothélial ».

Nous espérons qu’une recherche plus approfondie de ce mécanisme nous mènera à des thérapies plus efficaces pour lutter contre les maladies liées aux accidents vasculaires cérébraux, note les chercheurs.

Cette recherche a été publiée dans Journal of Biological Chemistry.

Source : Tokyo University of Science
Crédit photo : PXhere