Les perturbations des habitudes de sommeil et de l’horloge biologique interne sont fréquemment associées à la maladie de Parkinson. Cependant, le lien entre rythme biologique et dégénérescence neuronale reste flou. Une équipe de l’Université de Genève (UNIGE) a étudié la destruction des neurones à différents moments de la journée, en utilisant la mouche des fruits comme modèle d’étude. Les scientifiques ont découvert que le type de stress cellulaire impliqué dans la maladie de Parkinson était plus délétère pour les neurones lorsqu’il survenait la nuit. Cet ouvrage peut être lu dans la revue Communications naturelles.
La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative progressive caractérisée par la destruction de certains neurones du cerveau : les neurones dopaminergiques. Les principaux symptômes de cette maladie sont des tremblements, une lenteur des mouvements et une raideur musculaire. Des études épidémiologiques montrent que d’autres troubles peuvent être associés, comme des perturbations du sommeil et du cycle circadien.
Ce cycle, défini par l’alternance de périodes d’éveil et de sommeil, dure environ 24 heures et constitue l’horloge interne du corps humain qui régule presque toutes ses fonctions biologiques. L’horloge circadienne contrôle notamment la sécrétion de « l’hormone du sommeil » (mélatonine) en fin de journée, les variations de la température corporelle (plus basse tôt le matin et plus élevée pendant la journée) et le métabolisme en période de jeûne. (pendant le sommeil) ou l’apport énergétique (pendant les repas de la journée).
Cause ou conséquence ?
Des perturbations des rythmes circadiens et du sommeil peuvent être observées des années avant l’apparition des symptômes moteurs chez les patients parkinsoniens. Mais la perturbation du cycle circadien contribue-t-elle au développement de la maladie, ou en est-elle une conséquence ?
Cette question est au cœur des travaux du laboratoire d’Emi Nagoshi, professeure associée au Département de génétique et évolution de la Faculté des sciences de l’UNIGE. Son équipe utilise la mouche des fruits comme modèle d’étude pour la maladie de Parkinson et pour décortiquer les mécanismes de dégénérescence des neurones dopaminergiques. Les scientifiques peuvent simuler l’apparition de la maladie en exposant les mouches pendant quelques heures à un médicament qui induit un stress oxydatif entraînant la mort des neurones dopaminergiques dans les jours suivants.
Les neurones des mouches sont plus sensibles la nuit
Bien qu’il s’agisse d’animaux très différents, les horloges biologiques des mouches et des humains sont comparables. Pour déterminer si le cycle circadien pouvait influencer l’apparition de la maladie de Parkinson, des mouches ont été exposées au stress oxydatif à six moments différents du jour et de la nuit.
Nous avons attendu sept jours pour observer au microscope la survie des neurones ciblés et nous avons trouvé un plus grand nombre de neurones dopaminergiques détruits lorsque l’exposition avait été faite pendant la nuit.
Michaëla Dorcikova, ex-doctorante au Département de génétique et évolution et première auteure de l’étude
Pour comprendre si ces observations dépendent du rythme circadien, les scientifiques ont exposé aux mêmes stress des mouches mutantes dont les cycles circadiens étaient perturbés. Les chercheurs ont observé que les neurones des mouches dépourvues d’horloge interne étaient plus sensibles au stress oxydatif. Ces résultats suggèrent que l’horloge circadienne exerce un effet protecteur sur les neurones dopaminergiques contre le stress oxydatif.
Explorer les facteurs de risque de la maladie de Parkinson
La plupart des cas de Parkinson résultent d’une interaction entre plusieurs facteurs de risque génétiques et d’une exposition permanente à des facteurs environnementaux tels que les pesticides, les solvants et la pollution atmosphérique. Les résultats montrent qu’un facteur de stress oxydatif, tel qu’un pesticide, administré à un moment précis de la journée peut avoir un impact critique sur la survie des neurones dopaminergiques.
« Nos résultats suggèrent en outre que les variations génétiques des gènes de l’horloge circadienne pourraient représenter un facteur de risque de neurodégénérescence dopaminergique. Nous devons maintenant vérifier la pertinence de ces résultats chez l’homme », conclut Emi Nagoshi, l’auteur final de l’étude.
