ÉPILEPSIE : le complément alimentaire qui apaise l'hyperexcitabilité cérébrale

C'est une cible thérapeutique nouvelle pour le traitement des troubles épileptiques et en particulier pour atténuer la sévérité des crises, un " simple " complément alimentaire, qui nous est proposé par cette équipe de l'Université d'Alabama à Birmingham. Des travaux publiés dans le Journal of Neuroscience qui permettent de progresser dans la compréhension de la biologie moléculaire sous-jacente aux crises mais qui désignent aussi un complément alimentaire prometteur pour réduire l'excitabilité neuronale : la glucosamine.

Les troubles épileptiques dont l'épilepsie sont associés à une hyperexcitabilité pathologique des neurones. Les traitements disponibles capables d'empêcher cette hyperexcitabilité sont limités. Et c'est sans compter les 30% de patients épileptiques qui souffrent d'épilepsie réfractaire à ces médicaments. Cependant, ces chercheurs montrent ici qu'un supplément alimentaire, la glucosamine, en entraînant une modification biochimique de certaines protéines cérébrales, a la capacité d'atténuer rapidement cette hyperexcitabilité pathologique. La démonstration est ici faite in vitro, puis chez le rat et la souris.

Les protéines sont les " moteurs " des cellules vivantes et leurs activités sont étroitement et rapidement réglées en réponse à l'évolution des conditions. L'ajout ou la suppression d'un groupe phosphoryle à des protéines est un régulateur bien connu de nombreuses protéines et l'on estime que cette phosphorylation peut toucher les protéines humaines sur jusqu'à 230.000 sites différents. Une régulation moins connue est constituée par l'addition ou de l'élimination de la N-acétylglucosamine (un monosaccharide) aux protéines, habituellement contrôlées par le glucose, le principal combustible des neurones. Une équipe de l'Université d'Alabama à Birmingham avait d'ailleurs découvert, il y a plusieurs années, que les cellules cérébrales présentent de grandes quantités de protéines avec N-acétylglucosamine.

O-GlcNAc glycosylation et fonction synaptique : À l'époque, on savait très peu de choses sur cette modification des protéines, la O-N-acétylglucosaminylation ou O-GlcNAc glycosylation et comment elle pouvait affecter la fonction cérébrale. En 2014, la même équipe montrait cependant que cette modification excessive provoquait une dépression synaptique à long terme, une réduction de la force synaptique neuronale dans l'hippocampe du cerveau. La O-GlcNAc glycosylation des protéines neuronales s'avérait modifier directement la fonction synaptique.

L'excitabilité neurale dans l'hippocampe est une caractéristique clé des crises et de l'épilepsie : à partir de là, les chercheurs ont émis l'hypothèse qu'une augmentation rapide de la O-GlcNAc glycosylation des protéines était de nature à réduire l'hyperexcitabilité pathologique associée aux troubles épileptiques. C'est ce que cette équipe démontre chez l'animal : si le glucose, principal carburant des neurones, contrôle le taux de -GlcNAc glycosylation des protéines, des niveaux élevés de glucosamine, un complément alimentaire, inhibiteur de l'enzyme qui élimine la O-GlcNAc glycosylation peut permettre une augmentation rapide de cette glycolysation et ainsi " calmer " la fonction synaptique. Les expériences menées sur des prélèvements d'hippocampe traités pour induire une hyperexcitabilité stable et continue confirment qu'une augmentation aiguë de la O-GlcNAcylation réduit significativement les pics d'activité électrique ou épileptiforme dans l'hippocampe. Ces effets sont notamment observés lorsque le prélèvement cérébral est traité avec de la glucosamine : ce traitement par glucosamine seule pendant 10 minutes suffit à atténuer l'hyperexcitabilité induite. Enfin, les mêmes expériences sont reproduites chez l'animal.

Ces résultats désignent une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement des troubles épileptiques, mais montrent également l'importance de mieux comprendre la physiologie sous-jacente à ces changements cérébraux eux-mêmes en cause dans les symptômes de l'épilepsie.