Synapses et système immunitaire

Des chercheurs de la Stanford University School of Medicine en Californie ont observé que le système immunitaire pouvait cibler certaines synapses cérébrales

Le cerveau d’un bébé a énormément de travail pour produire davantage de neurones et établir ses connexions. Par la suite, le cerveau de l’enfant en développement commence à réduire le nombre de ces connexions jusqu’à devenir un cerveau d’adulte.

Les cherchers ont découvert que c'était le système immunitaire qui se cachait derrière ce processus de réduction. La valeur de cette découverte va au-delà de la compréhension de la façon dont les connexions se tissent dans un cerveau normal, en développement.
Cette observation pourrait également permettre d’expliquer certains troubles neurodégénératifs – par exemple, les glaucomes, la maladie d’Alzheimer et la sclérose en plaques – résultant de la perte d’un trop grand nombre de connexions neuronales, que l’on désigne sous le terme « synapse ».
Cette avancée, qui a des implications sur les médicaments qui pourraient stopper ou inverser ces pathologies, a été publiée dans l'édition du 14 décembre du journal Cell.
[...]« Nous avons percé le mystère historique du mécanisme par lequel les synapses en trop sont éliminées dans le cerveau en développement, » déclare le premier auteur de l'étude, Ben Barres, MD, Ph.D., professeur de neurobiologie.
L’équipe de Barres a découvert que le processus de sculptage cérébral était composé par un composant du système immunitaire appelé cascade du complément classique.
[...]Elle a apporté la première preuve que le système du complément joue également un rôle dans le cerveau en démontrant que les protéines du complément se lient aux synapses indésirables, les ciblant en vue de leur élimination. Les études futures détermineront la façon dont les synapses sont désignées pour mourir.
Lorsque les enfants atteignent l’âge de 10 ans, l'élimination synaptique s'interrompt normalement. Mais les chercheurs ont découvert que ce processus d’élimination se réactive très tôt dans le cas du glaucome, une maladie neurodégénérative principale cause de cécité. Ils ont découvert que le signe précurseur du glaucome était l’activité synaptique de la cascade de complément, suivie d’une perte synaptique massive. Ce n’est que bien plus tard que meurent les neurones, ce qui constitue la marque des maladies neurodégénératives.
« Ceci est intéressant, car ces protéines du complément dont nous savons qu’elles sont considérablement sur-régulées dans presque chaque processus de pathologie neurodégénérative étudié, » affirme Barres. [...]
Beth Stevens du laboratoire de Barres indique que ces observations faites sur le glaucome ont amené l'équipe à s'interroger sur le fait que ce même processus d'élimination synaptique est réenclenché dans d'autres maladies neurodégénératives. « C’est une hypothèse passionnante, car ce serait de loin le signe le plus précoce de la maladie, » ajoute-t-elle.
Le laboratoire Barres s’intéresse depuis longtemps au développement et au fonctionnement des cellules gliales, qui représentent environ 90% des cellules du cerveau humain. Ces cellules – en particulier les oligodendrocytes et les astrocytes – apportent aide et protection aux neurones, mais le rôle principal des cellules gliales demeure un mystère, précise Barres. Son laboratoire a systématiquement identifié les protéines et les facteurs chimiques produits par les cellules gliales pour moduler l’activité des neurones.
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Fortuitement, elle a découvert que la première protéine de la cascade de complément, appelée C1q, était la plus sur-régulée de toutes les protéines.
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Stevens de poursuivre en caractérisant minutieusement le rôle de la cascade du complément. Elle termine en expliquant que les astrocytes forment les protéines de complément qui « étiquettent » les synapses du cerveau au cours de son développement. La protéine du complément C1q, et une autre appelée C3, sont nécessaires à l’élimination synaptique.
Sur le fondement de leur conclusion selon laquelle l’élimination synaptique était réactivée dans le cas du glaucome, Stevens et Barres ont engagé un certain nombre de recherches en collaboration pour étudier le rôle de la cascade de complément dans d’autres troubles neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer, l’autisme, la malasie de Lou Gehrig (également appelée SLA), la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson.
« La perte synaptique et la sur-régulation de la protéine C1q étant des caractéristiques prédominantes de ces maladies, nos observations induisent le fait que les médicaments permettant de bloquer la cascade de complément peuvent constituer un nouveau traitement de nombreuses maladies neurodégénératives.
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