Le cervelet humain peut se protéger contre la maladie d’Alzheimer

Une carte du cerveau d’Alzheimer spécifique à une région révèle des propriétés cérébelleuses uniques.

Cervelet («petit cerveau» en latin) en vert. Cérébelleux signifie «se rapportant au cervelet ou situés dans celui-ci».

Source: Xu et al. “L’expression des protéines régionales dans le cerveau humain d’Alzheimer est en corrélation avec la gravité de la maladie.” Communications Biology (2019)

Une base de données massive d’expression de protéines spécifiques à des régions dans six régions du cerveau d’Alzheimer fonctionnellement distinctes, comprenant l’hippocampe, le gyrus cingulaire, le cortex entorhinal, le cortex sensoriel, le cortex moteur et le cervelet, est désormais disponible en ligne. Ce projet sur les protéomes de la démence a été dirigé par Richard Unwin de l’Université de Manchester.

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Les détails complets de cette étude, «Expression régionale des protéines dans le cerveau de la personne atteinte de la maladie d’Alzheimer», ont été publiés en ligne le 4 février dans Communications Biology .

«Cette base de données offre aux chercheurs du monde entier une formidable opportunité de progresser, de suivre de nouveaux domaines de la biologie et de développer de nouveaux traitements. Cela pourrait également aider à valider les observations observées dans les modèles de maladie animale ou cellulaire chez l’homme », a déclaré Unwin dans un communiqué. «C’est très excitant de pouvoir rendre ces données publiques afin que les scientifiques puissent accéder à ces informations vitales et les utiliser.»

L’objectif principal de cette recherche était d’utiliser la chromatographie en phase liquide-spectrométrie de masse (LC-MS) sur des échantillons de cerveau humain post-mortem et de comparer les niveaux d’expression des protéines dans six régions du cerveau entre des individus atteints de cerveaux atteints de la maladie d’Alzheimer (AD) et du même cerveau. régions dans les contrôles appariés par âge sans AD.

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Les auteurs expliquent la conception et la signification de leur étude:

«La présente étude vise à surmonter certaines des limitations existantes en fournissant une analyse résolue spatialement de l’expression des protéines dans six régions du contrôle humain et du cerveau affecté par la MA, reflétant des niveaux variables d ‘« altération »dans des tissus bien appariés et à délai post mortem court. . En bref, nous quantifions plus de 5000 protéines dans le tissu AD et le tissu témoin, à notre connaissance l’étude la plus approfondie de ce type à ce jour.

Ces données révèlent des modifications protéiques entre la MA et le tissu de contrôle, qui semblent former un gradient à travers le cerveau, par ordre d’affectement dans lequel les régions moins touchées présentent un sous-ensemble plus petit de ces modifications observées ailleurs, probablement représentatif d’un état pathologique précoce. Nous montrons également que le cervelet [humain], plutôt que de ne pas être affecté par la maladie d’Alzheimer, présente un schéma de changements d’expression de la protéine distinct de celui d’autres régions du cerveau, ce qui pourrait protéger de cette région du cerveau. ”

À mon avis, l’aspect le plus remarquable de cette recherche est que le cervelet humain présente un schéma d’expression de protéines régionale mystérieusement distinct des cinq autres régions cérébrales analysées pour cette étude.

Selon les chercheurs, bien que le cervelet puisse contenir des plaques amyloïdes, le «petit cerveau» est généralement considéré par la plupart des experts comme une région du cerveau complet généralement «épargnée» par la maladie d’Alzheimer.

Comme Unwin l’a expliqué: «Le cervelet, que l’on pensait jusque-là non affecté [par la maladie d’Alzheimer], affiche une réponse significative au niveau moléculaire. De nombreux changements ne se produisent pas dans d’autres régions, ce qui pourrait impliquer que [le cervelet humain] se protège activement de la maladie d’Alzheimer. Nous ne le saurons pas avant de poursuivre nos recherches. ”

La question à un million de dollars: pourquoi le cervelet humain dans un cerveau autrement affecté de la maladie d’Alzheimer affiche-t-il un niveau significativement plus bas d ‘«affectation» de la maladie d’Alzheimer? Les chercheurs de l’Université de Manchester ont émis l’hypothèse qu’un profil d’expression protéique distinct et des «voies de survie neuronale régulées positivement» pourraient être associés à des fonctions neuroprotectrices uniques dans le «petit cerveau».

Dans leur article, le premier auteur, Jingshu Xu, et ses co-auteurs expliquent plus en détail comment le cervelet humain (CB) peut se protéger contre la maladie d’Alzheimer:

«L’un des changements les plus distincts observés dans cette analyse spécifique au cervelet était qu’un nombre beaucoup plus grand de protéines du complexe de chaîne de transport d’électrons (ETC) 1 était systématiquement plus abondant que dans d’autres régions. De plus, CB a montré une augmentation des protéines de défense oxydatives impliquées dans les réactions redox du glutathion et le recyclage de l’ascorbate. Ces données fournissent une preuve supplémentaire solide d’un mécanisme de protection dans le CB qui réduit la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) par l’ETC tout en augmentant simultanément les défenses ROS. Une autre observation intéressante dans le CB était l’activation d’une voie de dégradation des ribonucléosides de purine, qui pourrait non seulement contribuer au substrat de la voie du pentose phosphate, mais également participer à la production de guanine / guanosine dans cette région du cerveau.

Le cervelet ne présente pas une activation apoptotique étendue observée ailleurs dans le cerveau dans la MA, ce qui n’est pas surprenant compte tenu de son statut non affecté structurellement. Nos résultats indiquent que l’absence de neurodégénérescence significative dans cette région n’est pas simplement due à l’absence de signal apoptotique (par exemple, enchevêtrements de Tau), mais plutôt au fait que le cervelet induit activement un modèle unique de voies de survie neuronale régulées positivement parallèlement à la protection contre dommages inflammatoires; un mécanisme protecteur de l’expression gène / protéine, qui limite la dégénérescence liée à la maladie dans cette région. ”

Bien sûr, il faut beaucoup plus de réflexion collective et de recherche approfondie pour bien comprendre comment le cervelet humain peut se protéger contre la dégénérescence liée à la MA. Heureusement, Unwin et son équipe basée au Royaume-Uni sont désireux de promouvoir le partage et l’utilisation de toutes leurs données dans le monde entier.

Espérons que tous les scientifiques de recherche sur le cervelet ou la démence lisant cet article tireront parti de l’interface Web interrogeable hébergeant la base de données de la dernière étude de l’Université de Manchester (Xu et al., 2019) sur www.manchester.ac.uk/dementia-proteomes -projet.

Références

Jingshu Xu, Stefano Patassini, Nitin Rustogi, Isabel Riba-Garcia, Benjamin D. Hale, Alexander M. Phillips, Henry Waldvogel, Robert Haines, Phil Bradbury, Adam Stevens, Richard LM Faull, Andrew W. Dowsey, Garth JS Cooper et Richard D. Unwin. «L’expression régionale des protéines dans le cerveau humain d’Alzheimer est corrélée à la gravité de la maladie.» Biologie de la communication (Première publication en ligne: le 4 février 2019) DOI: 10.1038 / s42003-018-0254-9