Les maladies neurodégénératives semblent toutes résulter de l’apparition de regroupements de protéines dans le cerveau. Depuis plusieurs années, les scientifiques peinent à détecter la cause principale de cet amoncellement. Grâce à de récentes recherches, des chercheurs de Rockefeller semblent avoir enfin identifié l’origine de ce problème. Une étude qui laisse espérer de nouveaux traitements.
Un problème qui se trouverait dans le transport des protéasomes
Les spécialistes ont mené une double étude sur des mouches et des souris. Grâce à cela, ils ont pu découvrir que l’origine potentielle des maladies dégénératives pourrait se trouver dans le système qui achemine les protéasomes. Ces derniers représentent la machine moléculaire qui décompose les protéines à des emplacements spécifiques dans une cellule. « Il s’agit de la première étude à trouver un mécanisme par lequel les protéasomes sont déplacés vers les terminaisons nerveuses pour faire leur travail. Lorsque ce mécanisme est perturbé, il y a des conséquences graves pour la fonction et la survie à long terme des cellules nerveuses », explique le professeur Herman Steller.
Il faut savoir que les protéasomes sont fabriqués dans le corps cellulaire d’un neurone. Puis, ils sont déplacés dans des terminaisons nerveuses où le neurone se connecte à plusieurs cellules. Ce transport peut représenter un trajet de plus d’un mètre dans certains cas. Néanmoins, lorsque les protéasomes ne parviennent pas à atteindre les terminaisons nerveuses, les cellules subissent de graves dysfonctionnements. « Au lieu d’être dégradées, les protéines endommagées de ces sites survivent assez longtemps pour interagir avec d’autres partenaires de liaison, former des agrégats et perturber la fonction cellulaire », explique également Herman Steller. Ainsi, cela entraîne la dégénérescence des fibres nerveuses et la mort des cellules.
En étudiant ce système de transport des protéasomes chez les mouches, Steller et son équipe ont identifié une protéine dénommée PI31. Elle joue un rôle très important dans le chargement des protéasomes sur les composants cellulaires qui les transportent. Des études parues dans Developmental Cell révèlent que cette protéine améliore la liaison et favorise le mouvement des protéasomes avec les moteurs cellulaires. Ainsi, en l’absence de cette protéine, le transport ne peut pas se faire. L’analyse de souris a montré les mêmes résultats. Les chercheurs à l’origine de cette étude considèrent donc qu’il s’agit d’un mécanisme commun à plusieurs espèces.
Les effets de l’inactivation du PI31 rappellent les symptômes des maladies neurogénératives
Afin d’observer de plus près ce qu’il se passe lorsque la protéine PI31 est défectueuse, les chercheurs ont travaillé avec le laboratoire de Mary Beth Hatter. Ils ont alors analysé des souris ayant des gènes PI31 non actifs. Dans leur étude, parue dans Proceedings of the National Academy of Sciences, ils ont pu prouver qu’en l’absence de cette protéine, les protéasomes ne pouvaient pas se déplacer. Ainsi, l’organisme serait composé de niveaux de protéines anormaux à l’extrémité des branches neuronales.
« L’inactivation de PI31 dans ces neurones rappelle les graves défauts comportementaux et anatomiques que nous voyons dans certaines maladies neurogénératives humaines », précise Herman Steller.
Assurer le transport des protéasomes pourrait ainsi éviter le développement des maladies neurodégénératives
Plus important encore, les découvertes de ces chercheurs pourraient s’avérer utiles dans le traitement des maladies neurodégénératives. Quant à ce qui cause la dégénérescence du cerveau, les chercheurs pensent que la formation d’agrégats est un des symptômes les plus importants plutôt qu’un mécanisme direct de la maladie. « Nos travaux suggèrent que cela commence vraiment par un défaut local de protéasomes entraînant l’échec de la dégradation des protéines qui sont essentielles pour la fonction nerveuse. Ces protéines non digérées forment ensuite des agrégats et entraînent des dommages supplémentaires. Mais finalement, ces systèmes de clairance sont dépassés, ce qui entraîne une progression lente mais régulière vers une maladie détectable », conclut Herman Steller.
Actuellement, Steller et son équipe continuent d’approfondir leurs travaux. Ces recherches pourraient à terme permettre de trouver des traitements efficaces pour mieux soigner les patients atteints de maladies neurodégénératives.
