Les maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer, de Parkinson et de Huntington sont caractérisées par la perte progressive de neurones. Les symptômes débilitants qui en résultent, tels que la perte de mémoire et la cognition, et les troubles motrices, peuvent dégrader considérablement la qualité de vie des patients, en les confinant aux soins 24h / 24. Bien que les médicaments actuellement utilisés aident à atténuer les symptômes, les traitements curatifs font défaut, soulignant ainsi la nécessité de nouvelles stratégies thérapeutiques. Une de ces stratégies implique l'induction de la différenciation neuronale, qui peut reconstituer les neurones perdus et potentiellement caler ou inverser la neurodégénérescence.
La vitamine K, une vitamine de graisse soluble avec des rôles établie dans la coagulation sanguine et le métabolisme osseux, a été récemment impliqué dans la différenciation neuronale et la neuroprotection. Cependant, l'activité thérapeutique des composés de vitamine K naturellement active comme la ménaquinone 4 (MK-4) peut être insuffisante pour leur application en médecine régénérative contre les maladies neurodégénératives.
Dans une nouvelle étude pionnière publiée en ligne dans la revue ACS Neurosciences chimiques le 03 juillet 2025, Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur agrégé Yoshihisa Hirota et le professeur Yoshitomo Suhara du Département de bioscience et d'ingénierie, Shibaura Institute of Technology, Japon, ont conçu et synthétisé de nouveaux analogues de vitamine K avec des propriétés neuroactives améliorées. Ils rapportent également un mécanisme d'action unique par lequel la vitamine K induit une différenciation neuronale.
Donnant un aperçu de leur travail, explique le Dr Hirota, « Les analogues de vitamine K nouvellement synthétisés ont démontré une puissance de trois fois plus grande dans l'induction de la différenciation des cellules progénitrices neurales en neurones par rapport à la vitamine K.Comment naturelle. Étant donné que la perte neuronale est une caractéristique des maladies neurodégénératives telles que la maladie de l'Alzheimer, ces analogues peuvent servir d'agents régénératifs qui aident à recueillir les neurones perdus et de restaurer la fonction cérébrale. »
Pour améliorer la puissance de la vitamine K, les chercheurs ont synthétisé 12 homologues hybrides de vitamine K conjugués à l'acide rétinoïque – un métabolite actif de la vitamine A connu pour favoriser la différenciation neuronale, une fraction acide carboxylique ou une chaîne latérale méthyle ester et comparée l'activité d'indication de différenciation neuronale des homologues hybrides.
La vitamine K et l'acide rétinoïque régulent l'activité transcriptionnelle via le récepteur stéroïde et xénobiotique (SXR) et récepteur de l'acide rétinoïque (RAR), respectivement. Les chercheurs ont évalué l'activité transcriptionnelle SXR et RAR dans les cellules progénitrices neurales de souris traitées avec les composés nouvellement synthétisés. Notamment, l'activité biologique de la vitamine K et de l'acide rétinoïque a été conservée dans les homologues hybrides. De plus, les chercheurs ont examiné la différenciation des cellules souches neurales traitées avec les homologues en quantifier l'expression de la protéine 2 associée aux microtubules (MAP2), un marqueur de la croissance neuronale exprimée par les neurones. Le composé qui possédait à la fois la structure conjuguée de l'acide rétinoïque et une chaîne latérale d'ester méthyle présentait une activité de différenciation neuronale trois fois plus élevée par rapport à l'activité témoin et significativement plus élevée que les composés naturels de vitamine K, ci-après appelés nouveaux analogues de vitamine K (nouveau VK).
Pour élucider davantage le mécanisme par lequel la vitamine K exerce des effets neuroprotecteurs, les chercheurs ont comparé les profils d'expression génique des cellules souches neurales traitées avec MK-4, un composé induisant la différenciation neuronale et un composé qui supprime la différenciation des cellules souches en neurones. L'analyse transcriptomique a révélé que les récepteurs métabotropes du glutamate (MGLUR) médient la différenciation neuronale induite par la vitamine K par régulation épigénétique et transcriptionnelle en aval. Les effets de MK-4 ont été spécifiquement médiés par MGLUR1. Notamment, MGLUR1 a été précédemment impliqué dans la transmission synaptique, et les souris déficientes en mGlur1 présentent une dysfonction motrice et synaptique, qui sont des caractéristiques caractéristiques des maladies neurodégénératives.
En approfondissant, les chercheurs ont mené des simulations structurelles et des études d'amarrage moléculaire pour élucider si l'homologue de la vitamine K interagit avec mGluR1. En effet, leur analyse a révélé une affinité de liaison plus forte entre le nouveau VK et MGLUR1. Enfin, les chercheurs ont examiné l'absorption cellulaire du nouveau VK et sa conversion en MK-4 bioactif dans les cellules et les souris. Ils ont noté une augmentation significative de la concentration dépendante de la concentration intracellulaire de MK-4. De plus, un nouveau VK s'est converti en MK-4 plus facilement que la vitamine K. in vivo Des expériences chez la souris ont montré que le nouveau VK présentait un profil pharmacocinétique stable, a traversé la barrière hémato-encéphalique et a atteint une concentration de MK-4 plus élevée dans le cerveau par rapport au témoin.
Dans l'ensemble, l'étude met en lumière le mécanisme par lequel la vitamine K et ses analogues structurels exercent des effets neuroprotecteurs, ouvrant la voie au développement de nouveaux agents thérapeutiques qui peuvent retarder ou inverser les maladies neurodégénératives.
Concluant par les implications à long terme de leur travail, le Dr Hirota dit, « Nos recherches offrent une approche potentiellement révolutionnaire pour traiter les maladies neurodégénératives. Un médicament dérivé de la vitamine K qui ralentit la progression de la maladie d'Alzheimer ou améliore ses symptômes pourrait non seulement améliorer la qualité de vie pour les patients et leurs familles, mais aussi réduire considérablement la charge sociétale croissante des dépenses de santé et de la soins à long terme. »
Nous espérons que leurs recherches se traduisent par des traitements cliniquement significatifs pour les patients luttant contre les maladies neurologiques.
