Des chercheurs découvrent une nouvelle classe de protéines économisant les synapses

Des chercheurs du Health Science Center de l'Université du Texas à San Antonio (UT Health San Antonio) ont découvert une nouvelle classe de protéines qui protègent les synapses contre la destruction. Les synapses sont les structures où les impulsions électriques passent d'un neurone à un autre.

La découverte, publiée le 13 juillet dans la revue Neuroscience de la nature, a des implications pour la maladie d'Alzheimer et la schizophrénie. Si cela est prouvé, l'augmentation du nombre de ces protéines protectrices pourrait être une nouvelle thérapie pour la gestion de ces maladies, ont déclaré les chercheurs.

Dans la maladie d'Alzheimer, la perte de synapses entraîne des problèmes de mémoire et d'autres symptômes cliniques. Dans la schizophrénie, les pertes de synapse au cours du développement prédisposent un individu au trouble.

Nous étudions une voie du système immunitaire dans le cerveau qui est responsable de l'élimination des synapses en excès; c'est ce qu'on appelle le système du complément. Les protéines du système complémentaire sont déposées sur les synapses. Ils agissent comme des signaux qui invitent les cellules immunitaires appelées macrophages à venir manger des synapses en excès pendant le développement. Nous avons découvert des protéines qui inhibent cette fonction et agissent essentiellement comme des signaux « ne me mangez pas » pour protéger les synapses de l'élimination. « 

Dr Gek-Ming Sia, PhD, professeur adjoint de pharmacologie à la Long School of Medicine de UT Health San Antonio et auteur principal de la recherche

Le système tourne parfois mal

Au cours du développement, les synapses sont surproduites. Les humains ont le plus de synapses entre 12 et 16 ans, et à partir de là jusqu'à environ 20 ans, il y a une élimination nette des synapses qui fait partie intégrante de la maturation du cerveau. Ce processus nécessite le système du complément.

Chez l'adulte, le nombre de synapses est stable, car l'élimination des synapses et la formation s'équilibrent. Mais dans certaines maladies neurologiques, le cerveau est en quelque sorte blessé et commence à surproduire des protéines du complément, ce qui entraîne une perte excessive de synapse.

«Cela se produit notamment dans la maladie d'Alzheimer», a déclaré le Dr Sia.

Dans des modèles murins de la maladie d'Alzheimer, les chercheurs ont découvert que l'élimination des protéines du complément du cerveau le protège de la neurodégénérescence, a-t-il déclaré.

«Nous connaissons les protéines du complément, mais aucune donnée ne montre qu'il y avait en fait des inhibiteurs du complément dans le cerveau», a déclaré le Dr Sia. « Nous avons découvert pour la première fois qu'il y en a, qu'ils affectent l'activation du complément dans le cerveau et qu'ils protègent les synapses contre l'activation du complément. »

Directions futures

Le Dr Sia et ses collègues chercheront à répondre à des questions intéressantes, notamment:

• Si la biologie du système du complément peut expliquer pourquoi certaines personnes sont plus résistantes et plus résilientes à certains troubles psychiatriques;
• Comment le nombre d'inhibiteurs du complément peut être modifié et si cela peut avoir des ramifications cliniques;
• Si différents neurones produisent différents inhibiteurs du complément, chacun protégeant un certain sous-ensemble de synapses.

Concernant la dernière question, le Dr Sia a déclaré:

«Cela pourrait expliquer pourquoi, dans certaines maladies, il y a une perte préférentielle de certaines synapses. Cela pourrait également expliquer pourquoi certaines personnes sont plus sensibles à la perte de synapses parce qu'elles ont des niveaux inférieurs de certains inhibiteurs du complément.

Les chercheurs se sont concentrés sur un inhibiteur du complément neuronal appelé SRPX2. Les études sont menées chez des souris dépourvues du gène SRPX2, qui démontrent une suractivation du système du complément et qui présentent une perte excessive de synapse.

Remerciements

Ce projet est financé par un NARSAD Young Investigator Award de la Brain and Behavior Research Foundation, une subvention de la William and Ella Owens Medical Research Foundation, un Rising STARs Award de l'University of Texas System et des subventions de deux branches de l'US National Instituts de santé – l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, et l'Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication.