Pour la première fois, des chercheurs ont utilisé des données humaines pour déterminer la vitesse des divers processus qui conduisent à La maladie d’Alzheimer Et ils constatent que cela évolue d’une manière complètement différente de ce que l’on pensait auparavant. Leurs découvertes pourraient avoir des implications importantes pour le développement de traitements potentiels.

L’équipe internationale, dirigée par l’Université de Cambridge, a découvert qu’au lieu de partir d’un seul point du cerveau et de déclencher une réaction en chaîne qui conduit à la mort des cellules cérébrales, la maladie d’Alzheimer atteint précocement différentes zones du cerveau. La vitesse à laquelle la maladie tue les cellules dans ces zones, en produisant des amas de protéines toxiques, limite la vitesse à laquelle la maladie progresse en général.

Les chercheurs ont utilisé des échantillons de cerveau post-mortem de patients atteints de la maladie d’Alzheimer, ainsi que des tomodensitogrammes de patients survivants, allant de ceux atteints de troubles cognitifs légers à ceux atteints de la maladie d’Alzheimer à un stade avancé, pour suivre l’accumulation de tau, l’une des deux protéines clés. impliqué dans l’état.

Dans la maladie d’Alzheimer, la protéine tau et une autre protéine appelée bêta-amyloïde s’accumulent dans les enchevêtrements et les plaques – collectivement appelés enchevêtrements – provoquant la mort des cellules cérébrales et le rétrécissement du cerveau. Cela entraîne une perte de mémoire, des changements de personnalité et des difficultés à exécuter les fonctions quotidiennes.

En combinant cinq ensembles de données différents et en les appliquant au même modèle mathématique, les chercheurs ont observé que le mécanisme qui contrôle le taux de progression de la maladie d’Alzheimer est la répétition d’agrégats dans des régions individuelles du cerveau, et non la propagation d’agrégats d’une région. à un autre.

Les résultats rapportés dans la revue progrès scientifique, ouvrant de nouvelles voies pour comprendre la progression de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives, et de nouvelles façons de développer de futurs traitements.

Pendant de nombreuses années, les processus dans le cerveau qui conduisent à la maladie d’Alzheimer ont été décrits en utilisant des termes tels que « succession » et « réaction en chaîne ». C’est une maladie difficile à étudier, car elle se développe sur des décennies et un diagnostic définitif ne peut être posé qu’après avoir examiné des échantillons de tissu cérébral après la mort.

Pendant des années, les chercheurs se sont largement appuyés sur des modèles animaux pour étudier la maladie. Les résultats chez les souris ont indiqué que la maladie d’Alzheimer se propage rapidement, des amas de protéines toxiques colonisant différentes parties du cerveau.

« L’idée était que la maladie d’Alzheimer se développe de la même manière que de nombreux cancers : des amas se forment dans une zone puis se propagent dans le cerveau », a déclaré le Dr George Maisel du département de chimie de Cambridge, Youssef Hamid, premier auteur du document de recherche. « Mais au lieu de cela, nous avons découvert que lorsque la maladie d’Alzheimer commence, il y a déjà des grappes dans plusieurs régions du cerveau, donc essayer d’arrêter la propagation entre les régions ne fera pas grand-chose pour ralentir la maladie. »

C’est la première fois que des données humaines sont utilisées pour suivre les processus qui contrôlent le développement de la maladie d’Alzheimer au fil du temps. Ceci est rendu possible en partie par une approche cinétique chimique développée à Cambridge au cours de la dernière décennie qui permet la modélisation des processus d’agrégation et de diffusion dans le cerveau, ainsi que les progrès de la TEP et l’amélioration de la sensibilité d’autres mesures cérébrales.

« Cette recherche montre la valeur de travailler avec des données humaines plutôt que des modèles animaux imparfaits », a déclaré le co-auteur, le professeur Thomas Knowles, du département de chimie. « Il est passionnant de voir des progrès dans ce domaine – il y a quinze ans, les mécanismes moléculaires sous-jacents de systèmes simples ont été identifiés dans un tube à essai par nous et d’autres ; mais nous sommes maintenant en mesure d’étudier ce processus au niveau moléculaire chez de vrais patients, une étape importante pour développer un jour des traitements. ».

Les chercheurs ont découvert que la reproduction des agrégats de tau est étonnamment lente – cela prend jusqu’à cinq ans. Le chercheur principal, le professeur Sir David Kleinman, de l’Institute of Dementia Research du Royaume-Uni, a déclaré: « Les neurones sont étonnamment efficaces pour empêcher la formation d’agrégats, mais nous devons trouver des moyens de les rendre encore meilleurs si nous voulons développer un traitement efficace. » à l’Université de Cambridge. « C’est incroyable de voir comment la biologie a évolué pour arrêter l’accumulation de protéines. »

Les chercheurs affirment que leur approche pourrait être utilisée pour aider à développer des traitements pour la maladie d’Alzheimer, qui affecte environ 44 millions de personnes dans le monde, en ciblant les processus les plus importants qui se produisent lorsque les humains contractent la maladie. De plus, la méthodologie peut être appliquée à d’autres maladies neurodégénératives, telles que la maladie de Parkinson.

« La principale découverte est que l’arrêt de la récurrence des grumeaux plutôt que leur propagation serait plus efficace dans les stades de la maladie que nous avons étudiés », a déclaré Knowles.

Les chercheurs prévoient maintenant d’examiner les processus passés dans le développement de la maladie, en étendant les études à d’autres maladies telles que la démence frontotemporale, les lésions cérébrales traumatiques et la paralysie supranucléaire progressive où des agrégats tau se forment également au cours de la maladie.

Référence : « Steps for determine the in vivo rate of tau seed accumulation in Alzheimer’s disease » par George Meisel, Eric Heidari, Keren Allenson, Timothy Reitman, Sarah L. DeVos, Justin S. Sanchez, Catherine K. Zoe, Karen E. Duff, Keith A. Johnson, James B. Rowe, Bradley T. Hyman, Thomas P. J. Knowles et David Kleinman, 29 octobre 2021, disponible ici. progrès scientifique.
DOI : 10.1126 / sciadv.abh1448

L’étude est une collaboration entre des chercheurs de l’Institute for Dementia Research du Royaume-Uni, de l’Université de Cambridge et de la Harvard Medical School. Le financement a été reconnu par le Sidney Sussex College Cambridge, le Conseil européen de la recherche, la Royal Society, la Fondation JPB, la Rainwater Foundation, les National Institutes of Health et le NIHR Cambridge Center for Biomedical Research qui soutient la Cambridge Brain Bank.