Deux neuroscientifiques du MIT ont reçu des subventions de la Fondation G.Harold et Leila Y. Mathers pour rechercher des gènes qui pourraient aider les cellules cérébrales à résister à la maladie de Parkinson et pour cartographier comment l’expression des gènes change dans le cerveau en réponse à l’abus de drogues.
Myriam Heiman, professeure agrégée au Département des sciences du cerveau et des sciences cognitives et membre principal du Picower Institute for Learning and Memory et du Broad Institute of MIT et Harvard, et Alan Jasanoff, qui est également professeur en génie biologique, cerveau et Les sciences cognitives, les sciences nucléaires et l’ingénierie et un chercheur associé à l’Institut McGovern pour la recherche sur le cerveau ont chacun reçu des prix de trois ans qui ont officiellement débuté le 1er janvier 2021.
Jasanoff, qui dirige également le Centre d’ingénierie neurobiologique du MIT, est connu pour développer des capteurs qui surveillent les caractéristiques moléculaires de l’activité neuronale dans le cerveau vivant, en temps réel, via une IRM non invasive du cerveau. L’un des capteurs détectables par IRM qu’il a développé est pour la dopamine, un neuromodulateur qui est essentiel pour apprendre quels comportements et contextes mènent à des récompenses.
Les drogues addictives entraînent artificiellement la libération de dopamine, détournant ainsi le système de prédiction des récompenses du cerveau. Des études ont montré que la dopamine et les drogues abusives activent la transcription génique dans des régions spécifiques du cerveau et que cette expression génique change lorsque les animaux sont exposés à des drogues à plusieurs reprises.
Malgré les implications importantes de ces changements neuroplastiques pour le processus de dépendance, dans lequel les comportements de recherche de drogue deviennent compulsifs, il n’y a pas d’outils efficaces disponibles pour mesurer l’expression génique à travers le cerveau en temps réel.
Avec le nouveau financement Mathers, Jasanoff développe de nouveaux capteurs détectables par IRM pour l’expression génique. Avec ces outils de pointe, Jasanoff propose de faire un atlas d’activités sur la façon dont le cerveau réagit aux drogues d’abus, à la fois lors d’une exposition initiale et à des doses répétées qui simulent les expériences d’individus toxicomanes.
Nos études relieront l’activité cérébrale induite par la drogue à des changements à plus long terme qui remodèlent le cerveau dans la dépendance. Nous espérons que ces études suggéreront de nouveaux biomarqueurs ou traitements. «
Alan Jasanoff, professeur en génie biologique, sciences du cerveau et cognitives, sciences et génie nucléaires et chercheur associé, McGovern Institute for Brain Research
Projet de Parkinson
Les neurones producteurs de dopamine dans une région du cerveau appelée substantia nigra sont connus pour être particulièrement vulnérables à la mort dans la maladie de Parkinson, ce qui entraîne les graves difficultés motrices rencontrées au cours de la progression du trouble neurodégénératif chronique incurable.
Le domaine sait peu de choses sur ce qui expose des cellules spécifiques à un tel risque ou sur les mécanismes moléculaires qui pourraient les aider à résister à la maladie.
Dans ses recherches sur la maladie de Huntington, une autre maladie neurodégénérative incurable dans laquelle une population de neurones spécifique dans le striatum est particulièrement vulnérable, Heiman a été en mesure d’utiliser une méthode innovante que son laboratoire a mise au point pour découvrir des gènes dont l’expression favorise la survie des neurones, produisant de nouvelles cibles médicamenteuses potentielles. .
La technique consiste à effectuer un écran non biaisé dans lequel son laboratoire assomme chacun des 22 000 gènes exprimés dans le cerveau de la souris un par un dans les neurones chez des souris modèles de la maladie et des témoins sains. La technique lui permet de déterminer quels gènes, lorsqu’ils sont manquants, contribuent à la mort neuronale au milieu de la maladie et donc quels gènes sont particulièrement nécessaires à la survie.
Les produits de ces gènes peuvent ensuite être évalués comme cibles médicamenteuses. Avec le nouveau prix Mathers, Heiman prévoit d’appliquer la méthode pour étudier la maladie de Parkinson.
« Il n’y a actuellement aucune explication moléculaire pour la perte de cellules cérébrales observée dans la maladie de Parkinson ou un remède pour cette maladie dévastatrice », a déclaré Heiman. « Ce prix nous permettra de réaliser des criblages génétiques non biaisés à l’échelle du génome dans le cerveau de modèles murins de la maladie de Parkinson, en recherchant des gènes qui permettent aux cellules cérébrales de survivre aux effets des perturbations cellulaires associées à la maladie de Parkinson. Je suis extrêmement reconnaissant pour ce soutien généreux et la reconnaissance de notre travail de la part de la Fondation Mathers, et nous espérons que notre étude élucidera de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement et même la prévention de la maladie de Parkinson. «
