Irisin lié à l’exercice peut protéger contre la neurodégénérescence

L’irisine induite par l’exercice sauve la plasticité synaptique et peut protéger la mémoire.

Une nouvelle étude réalisée par une équipe internationale de chercheurs réaffirme le potentiel neuroprotecteur de l’irisine induite par l’exercice. Depuis que l’hormone irisin a été découverte pour la première fois il y a moins de dix ans, on s’interroge sur le fait qu’il s’agisse ou non du puissant messager induit par l’exercice que les chercheurs pionniers de la Harvard Medical School dirigés par Bruce Spiegelman avaient initialement spéculé en 2012. .

Source: Sergey Nivens / Shutterstock

La récente étude du premier auteur Mychael Lourenco et al., «FNDC5 / Irisin induite par l’exercice sauve la plasticité synaptique et les défauts de mémoire dans les modèles de la maladie d’Alzheimer», ajoute un nombre croissant de preuves selon lesquelles l’irisine induite par l’exercice peut protéger contre la neurodégénérescence et stimuler la mémoire les humains et les souris. Cet article a été publié le 7 janvier dans Nature Medicine .

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Un commentaire d’accompagnement dans ce numéro de Nature Medicine de Xu Chen et Li Gan – qui n’étaient pas impliqués dans le processus de Lourenco et al. (2019), une étude résume l’importance de cette recherche: «Une hormone liée à l’exercice, FNDC5 / irisin, atténue les avantages de l’exercice dans les modèles de maladie d’Alzheimer en améliorant la plasticité synaptique et la mémoire.»

Le premier aspect notable de cette étude à trois volets est que l’analyse post-mortem d’échantillons provenant de banques de cerveau humain a révélé que les molécules d’irisine pénètrent dans l’hippocampe humain et que les niveaux d’irisine dans l’hippocampe sont considérablement réduits chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer. .

La deuxième phase de cette étude a utilisé des souris pour déterminer si l’irisine sauve la plasticité synaptique et aide à préserver la mémoire chez un modèle animal. Les chercheurs ont notamment constaté que s’ils désactivaient ou «assommaient» les effets de l’irisine chez la souris, la fonction synaptique et la mémoire s’affaiblissaient. D’un autre côté, s’ils augmentaient les niveaux d’irisine, la plasticité synaptique et la mémoire s’amélioraient.

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La troisième partie de cette étude a exploré l’effet des exercices aérobiques sur les niveaux d’irisine dans le cerveau de souris. Pour ce volet de l’étude en trois volets, les chercheurs ont eu une cohorte de souris nager pendant 60 minutes / cinq jours par semaine pendant cinq semaines. En comparaison avec un groupe témoin qui ne nageait pas régulièrement, les chercheurs ont trouvé des preuves évidentes de la production d’irisine liée à l’exercice.

En outre, lorsque les souris nageuses ont été perfusées avec une bêta-amyloïde (impliquée dans la MA), la neuroprotection fournie par l’irisine liée à l’exercice. Par exemple, si les chercheurs administraient un médicament bloquant l’irisine, les avantages de la natation pour le cerveau deviendraient inexistants. Les substances bloquant l’irisine ont éliminé toute amélioration des tests de mémoire liée à l’exercice.

Les conclusions multiples de cette recherche suggèrent que l’irisine induite par l’exercice pourrait aider à prévenir certains types de démence chez l’homme. La prochaine phase de la recherche en cours sur l’irisine consistera à explorer d’éventuels produits pharmaceutiques pouvant augmenter les niveaux d’irisine dans le cerveau sans qu’il soit nécessaire de faire de l’exercice.

“Dans l’intervalle, j’encouragerais certainement tout le monde à faire de l’exercice, à promouvoir le fonctionnement du cerveau et la santé en général”, a déclaré le co-auteur, Ottavio Arancio, de l’Université de Columbia. «Mais cela n’est pas possible pour beaucoup de gens, en particulier ceux qui souffrent de maladies liées au vieillissement telles que les maladies cardiaques, l’arthrite ou la démence. Pour ces personnes, il existe un besoin particulier de médicaments pouvant imiter les effets de l’irisine, protéger les synapses et prévenir le déclin cognitif. ”

La brève histoire (et quelque peu controversée) de l’irisine induite par l’exercice

Il y a sept ans, Bruce Spiegelman et ses collègues du Dana-Farber Cancer Institute de Boston ont annoncé pour la première fois leur découverte d’un messager induit par l’exercice qui semblait offrir un potentiel incroyable de communication avec divers tissus du corps et du cerveau.

Spiegelman et ses co-auteurs ont rendu compte de ces résultats dans une étude de janvier 2012 (Boström et al., 2012) publiée dans la revue Nature . Dans cet article, les auteurs expliquent la nouveauté de leur découverte: «Nous montrons ici chez la souris que l’expression de PGC1-α dans le muscle stimule une augmentation de l’expression de FNDC5, une protéine membranaire qui est clivée et sécrétée sous la forme d’une nouvelle hormone, l’irisine. ”

Spiegelman a inventé le nom “irisin” pour cette hormone nouvellement découverte comme un bravo à Iris, qui est un messager des dieux de la mythologie grecque et de l’ Iliade d’ Homère . Dès le début, Spiegelman était persuadé qu’isoler et nommer l’irisin était une première étape importante pour mieux comprendre comment l’exercice aérobique déclenche une réaction en chaîne de bienfaits pour tout le corps et le cerveau.

J’ai d’abord appris la capacité d’une molécule relativement inconnue, appelée «irisine», à améliorer l’exercice de la fonction cognitive et à protéger le cerveau contre la neurodégénérescence chez la souris il y a six ans.

Dans un article d’octobre 2013, «Les scientifiques découvrent pourquoi l’exercice vous rend plus intelligent», j’ai rendu compte de recherches plus avancées (Wrann et al., 2013) du laboratoire de Spiegelman publiées dans le journal Cell Metabolism .

Christianne Wrann et ses co-auteurs ont expliqué l’importance de cet article: «L’exercice peut améliorer la fonction cognitive et a été lié à l’expression accrue du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF). Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents à la base de l’élévation de cette neurotrophine restent inconnus. Nous montrons ici que FNDC5, une protéine musculaire identifiée précédemment qui est induite dans l’exercice et qui est clivée et sécrétée sous forme d’irisine, est également élevée par un exercice d’endurance dans l’hippocampe de souris. ”

Peu de temps après la publication de cet article, une controverse a éclaté. D’autres experts ont mis en doute le protocole et la validité des méthodes de recherche de Spiegelman et les conclusions de son équipe. Ces opposants ont émis des doutes sur le fait que les niveaux d’irisine augmentent effectivement lors d’exercices d’aérobie.

En 2015, Spiegelman et son équipe ont abordé ces préoccupations dans un article intitulé «Détection et quantification de l’irisine humaine en circulation par spectrométrie de masse en tandem» confirmant l’existence d’irisine liée à l’exercice. Les auteurs (Jedrychowski et al., 2015) ont déclaré: «Dans cet article, nous avons identifié et quantifié l’irisine humaine dans le plasma en utilisant la spectrométrie de masse avec des peptides de contrôle enrichis en isotopes stables lourds comme étalons internes. Ces données démontrent sans équivoque que l’irisine humaine existe, qu’elle circule et qu’elle est régulée par l’exercice. “(Voir” L’hormone d’exercice Irisin n’est PAS un mythe. “)

Espérons que la dernière étude sur l’irisin réalisée par Lourenco et al. (2019) constitueront une autre source de motivation pour les personnes de tous âges à rester moins assises et à faire plus d’exercice. Mais encore une fois, pour les personnes qui sont incapables d’exercer pour une raison quelconque, les produits pharmaceutiques à base d’irisine peuvent offrir un nouvel espoir dans la lutte en cours contre la maladie d’Alzheimer et d’autres formes de démence dans un proche avenir.

Références

Mychael V. Lourenco, Rudimar L. Frozza, Guilherme B. de Freitas, Hong Zhang, Grasielle C. Kincheski, Felipe C. Ribeiro, Rafaella A. Gonçalves, Julia R. Clarke, Danielle Beckman, Agnieszka Staniszewski, Hanna Berman, Lorena A Guerra, Letícia Forny-Germano, Shelby Meier, Donna M. Wilcock, Jorge M. de Souza, Soniza Alves-Leon, Vania F. Prado, Marco AM Prado, Jose F. Abisambra, Fernanda Tovar-Moll, Paulo Mattos, Ottavio Arancio, Sergio T. Ferreira et Fernanda G. De Felice. «FNDC5 / Irisin lié à l’exercice sauve la plasticité synaptique et des défauts de mémoire dans les modèles d’Alzheimer.» Nature Medicine (Première publication: le 7 janvier 2019) DOI: 10.1038 / s41591-018-0275-4

Xu Chen et Li Gan. «Un messager induit par l’exercice stimule la mémoire dans la maladie d’Alzheimer.» Nature Medicine (Première publication: le 7 janvier 2019) DOI: 10.1038 / s41591-018-0311-4