Cette étude du National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS/NIH) montre à quel point le principe du recyclage est nécessaire à la santé du cerveau et comment la vitesse à laquelle les protéines endommagées sont effacées des neurones, affecte la survie des cellules saines. Ces conclusions, publiées dans la revue Nature Chemical Biology, expliquent pourquoi certaines cellules sont vouées à la mort, dans les troubles neurodégénératifs, et suggèrent qu’une compensation rapide des protéines endommagées pourrait contribuer à prévenir ces maladies.
Un processus appelé proteostasis : L’étude a été menée sur des cellules de rat explique pourquoi certaines cellules nerveuses sont destinées à la destruction alors que leurs voisines sont épargnées. Dans la maladie de Huntington, par exemple, des protéines mal repliées vont s’accumuler à l’intérieur et autour des neurones et endommager et tuer les cellules à proximité. Normalement, les cellules détectent la présence de protéines malformées et devraient les faire disparaître avant qu’elles ne fassent des dégâts, selon un processus appelé proteostasis, que la cellule utilise pour contrôler les niveaux et la qualité des protéines. Les chercheurs montrent que le taux de proteostasis peut expliquer pourquoi certaines cellules nerveuses meurent dans la maladie de Huntington.
Une image en temps réel de la façon dont les protéines sont gérées dans les neurones : Pour mesurer la rapidité avec laquelle les protéines déficientes sont déblayées par les cellules, les chercheurs de l’Université de Californie, San Francisco (UCSF) et de l’Université Duke (Caroline du Nord) ont développé une nouvelle technique d’optique qui leur permet de suivre des protéines spécifiques dans des cellules vivantes individuelles. Pour tester leur technique, ils ont « allumé » une protéine, Dendra2, (qui brille du vert au rouge-voir visuel ci-contre) sur des cellules du cerveau en culture. Les chercheurs ont pu suivre ainsi le cycle de Dendra2 (vert au départ) et qui devient rouge lorsque que la cellule l’a « déblayée ». La méthode fournit ainsi une image en temps réel de la façon dont les protéines sont gérées dans les neurones et donne un aperçu des mécanismes impliqués.
La durée de vie de la protéine au sein de la cellule varie fortement : En suivant Dendra2 sur un ensemble de neurones de rats, issus du striatum, une région du cerveau impliquée dans un certain nombre de fonctions dont le mouvement et fortement touchée dans la maladie de Huntington. Les chercheurs montrent que la durée de vie moyenne de la protéine au sein de la cellule varie fortement, jusqu’à être multipliée par 3 ou 4, ce qui suggère des taux de proteostasis différents selon les neurones. Certaines cellules peuvent traiter une protéine identique beaucoup plus rapidement.
Les chercheurs ont étudié comment les cellules traitent différentes formes de la huntingtine, une protéine impliquée dans la maladie de Huntington, en fusionnant Dendra2 à l’extrémité d’une version normale ou mutante de la huntingtine. La version mutante de la huntingtine est traitée plus lentement, ce qui entraîne finalement la mort des neurones et les symptômes de la maladie.
Le temps de recyclage prédit la survie neuronale: Ainsi, de courtes durées de vie moyennes de la huntingtine sont associées à une survie plus longue des neurones. Dans ce cas, la protéine ne reste pas très longtemps dans la cellule et le processus dit proteostasis fonctionne efficacement. L’amélioration « du recyclage » pour améliorer la survie des neurones? Pour tester ce concept, les scientifiques ont activé Nrf2, une protéine connue pour réguler la transformation des protéines. Nrf2 activée, la durée de vie moyenne de la protéine huntingtine est raccourcie et le neurone vit plus longtemps. Nrf2 pourrait donc constituer une cible thérapeutique primordiale dans le traitement des troubles neurodégénératifs.
Source: Nature Chemical Biology doi:10.1038/nchembio.1308 July 21, 2013Proteostasis of Polyglutamine Varies among Neurons and Predicts Neurodegeneration (Visuel « image d’un neurone du striatum avec activation des protéines Dendra2 »@ Dr. Steven Finkbeiner, University of California, San Francisco)
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