Dans une théorie révolutionnaire, les scientifiques de l'Institut BioDesign de l'Arizona State University proposent une explication unificatrice du chaos moléculaire conduisant la maladie d'Alzheimer. La condition provoque une perturbation généralisée du comportement des gènes, affectant chaque neuropathologie connue et manifestation clinique de la maladie.
Selon l'analyse, les changements causés par la maladie peuvent découler d'une dégradation du système de transport qui fait la navette des molécules vitales entre le noyau cellulaire et le cytoplasme, l'environnement liquide entourant le noyau où de nombreux processus essentiels se produisent. L'ampleur des perturbations, impliquant plus de 1 000 gènes, souligne la complexité d'Alzheimer.
Le sabotage de la messagerie cellulaire, déclenché par la formation de granules de stress chronique dans le cerveau, peut être un facteur clé dans le développement des maladies alzheimer et d'autres maladies neurodégénératives – un peu comme une défaillance de puissance à l'échelle de la ville, arrêtant les systèmes critiques. Les granules de stress sont des touffes de protéines et d'ARN qui se forment en réponse au stress cellulaire.
La revue, dirigée par Paul Coleman et ses collègues du Centre de recherche sur les maladies neurodégénératives de l'ASU-Banner, met en évidence le fait que l'expression des gènes – le processus par lequel les gènes produisent les protéines essentielles à la fonction cellulaire – est modifiée à une échelle énorme chez Alzheimer.
Ces changements affectent le bon fonctionnement des synapses dans le cerveau, ainsi que le métabolisme, le traitement des protéines et la survie cellulaire. La recherche pourrait ouvrir la voie à des approches radicalement nouvelles pour lutter contre la maladie d'Alzheimer à ses premiers stades.
Notre proposition, en se concentrant sur la dégradation de la communication entre le noyau et le cytoplasme, conduisant à des perturbations massives de l'expression des gènes, offre un cadre plausible pour comprendre de manière globale les mécanismes stimulant cette maladie complexe. L'étude de ces premières manifestations d'Alzheimer pourrait ouvrir la voie à des approches innovantes du diagnostic, du traitement et de la prévention, abordant la maladie à ses racines. «
Paul Coleman, centre de recherche sur les maladies neurodégénératives de l'ASU-Banner
Coleman est rejoint par Elaine Delvaux, Ashley Boehringer, Carol Huseby et le directeur du centre Jeffrey Kordower.
Les résultats de la recherche apparaissent dans le numéro actuel d'Alzheimer et de démence: Le Journal de l'Association Alzheimer.
Le réseau emmêlé d'une maladie
La maladie d'Alzheimer reste l'une des maladies les plus dévastatrices et les plus mystérieuses des sciences médicales, apparaissant souvent comme de nombreuses maladies enrières. Ses symptômes vont de la perte de mémoire et du déclin cognitif aux changements de personnalité, tous entraînés par des perturbations biologiques complexes.
Cela rend incroyablement difficile pour les chercheurs de déterminer une seule cause ou de développer des traitements efficaces, laissant des millions de familles aux prises avec ses effets dévastateurs.
Malgré plus d'un siècle de recherche intense et des milliards de dollars investis, il n'y a toujours pas de traitement pour arrêter ou guérir la maladie. Pendant ce temps, le coût mondial des soins de la démence reste incroyablement élevé. En 2019, le coût mondial de la démence était estimé à 1,3 billion de dollars, un chiffre prévu à 2,8 billions de dollars d'ici 2030, selon Alzheimer's Disease International.
Des recherches antérieures se sont concentrées sur les symptômes tangibles de la maladie, comme les plaques amyloïdes, les enchevêtrements de tau, l'inflammation et le dysfonctionnement cellulaire, mais aucune explication unique n'est apparue pour unifier ces phénomènes.
La recherche suggère que ces changements peuvent être attribués à un dysfonctionnement du système de transport de la cellule, qui déplace des molécules cruciales comme l'ARN et les protéines entre le noyau et le cytoplasme environnant. Cette échec perturbe la production de protéines essentielles et modifie les commutateurs chimiques qui contrôlent l'activité des gènes.
Le rôle des granules de stress
La recherche met en évidence les granules de stress chronique comme les principaux coupables de ce processus. Les granules de contrainte sont des structures qui se forment temporairement en réponse au stress cellulaire, aidant à suspendre les processus non essentiels pendant que la cellule se remonte. Normalement, ils protègent la cellule pendant les conditions stressantes et se dissolvent une fois la contrainte.
Dans la maladie d'Alzheimer, cependant, ces granules persistent anormalement et deviennent chroniques et pathologiques, piégeant les molécules vitales et entravant leurs mouvements dans et hors du noyau cellulaire. Au lieu de fournir une protection, ils causent du mal et contribuent à la progression de la maladie.
Divers facteurs génétiques et environnementaux – y compris certaines mutations géniques, l'inflammation, l'exposition aux pesticides, les virus et la pollution de l'air – peuvent contribuer au stress cellulaire.
Cette réponse au stress et la formation de granules peuvent ensuite déclencher une cascade, entraînant une perturbation du système de transit du noyau au cytoplasme. C'est comme une autoroute obstruée empêchant le mouvement des biens critiques, laissant les ressources coincées et provoquant le chaos des deux côtés du centre de communication.
Notamment, ces changements radicaux se produisent à un stade très précoce de la maladie, bien avant l'apparition de symptômes cliniques. Parmi les plus notables de ces manifestations ultérieures figurent des plaques amyloïdes, qui sont des touffes de protéines mal repliées qui s'accumulent entre les neurones et perturbent la communication cellulaire, et les enchevêtrements tau la mort.
La perspective d'interventions précoces ciblant les granules de stress offre une approche potentiellement transformatrice pour lutter contre la maladie d'Alzheimer. En identifiant et en abordant la formation de granules de stress pathologique aux premiers stades, il pourrait être possible d'arrêter ou de retarder considérablement l'apparition de symptômes tels que des plaques amyloïdes et des enchevêtrements de tau, et les conséquences cognitives dévastatrices de la maladie.
« Notre article contribue au débat en cours sur le moment où la maladie d'Alzheimer commence vraiment – un concept évolutif façonné par les progrès de la technologie et de la recherche », explique Coleman.
« Les questions clés sont lorsqu'elles peuvent être détectées pour la première fois et lorsque l'intervention devrait commencer, qui ont toutes deux de profondes implications pour la société et les futures approches médicales. »
Une telle approche pourrait déplacer le traitement d'Alzheimer de la gestion des symptômes du stade ultérieur pour empêcher la maladie de progresser complètement. Bien que ces interventions soient toujours en phase de recherche, elles mettent en évidence une voie prometteuse pour comprendre et atténuer les mécanismes sous-jacents de la maladie.
