Une étude menée par des chercheurs du Baylor College of Medicine et du Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) du Texas Children's Hospital révèle que la protéine Tau, un acteur clé impliqué dans plusieurs maladies neurodégénératives, dont la maladie d'Alzheimer, joue également un rôle positif dans le cerveau. La protéine Tau atténue les dommages neuronaux causés par des espèces réactives de l'oxygène (ROS) ou des radicaux libres en excès et favorise un vieillissement en bonne santé. L'étude a été publiée dans Neurosciences de la nature.
« Les ROS sont des sous-produits naturels de diverses fonctions cellulaires dans le corps. Alors que de faibles niveaux de ROS sont bénéfiques, un excès de ROS est nocif pour les cellules car il déclenche la production de formes toxiques d'autres molécules qui induisent un stress oxydatif, notamment des lipides peroxydés », a déclaré l'auteur principal, le Dr Lindsey Goodman, chercheur postdoctoral dans le laboratoire du Dr Hugo Bellen. « Les neurones sont particulièrement sensibles au stress oxydatif et sont détruits si les niveaux de lipides peroxydés ne sont pas étroitement contrôlés. »
Les gouttelettes lipidiques protègent le cerveau des dommages oxydatifs
De plus en plus de preuves soutiennent l’idée selon laquelle notre cerveau a développé de multiples stratégies neuroprotectrices pour lutter contre les dommages oxydatifs induits par les ROS.
L'une des stratégies découvertes en 2015 par l'équipe de Bellen consiste à ce que les neurones exportent ces lipides peroxydés toxiques vers les cellules gliales voisines, qui les séquestrent dans des gouttelettes lipidiques pour les stocker et produire de l'énergie. « Ce processus élimine et neutralise efficacement ces lipides toxiques », a déclaré Goodman. « Dans l'étude actuelle, nous avons étudié le rôle de Tau dans la formation de gouttelettes lipidiques gliales. »
L'équipe a découvert que la protéine Tau endogène normale chez les mouches est nécessaire à la formation de gouttelettes lipidiques gliales et à la protection contre les ROS neuronaux. De même, la protéine Tau était nécessaire dans les cellules gliales obtenues à partir de rats et d'humains pour former des gouttelettes lipidiques.
Et tandis que l'expression de la protéine Tau humaine normale était suffisante pour restaurer le processus de formation et de maturation des gouttelettes lipidiques gliales chez les mouches dépourvues de leur propre protéine Tau, lorsque cette protéine Tau humaine portait des mutations causant des maladies – qui sont liées à un risque accru de maladie d'Alzheimer – la glie était incapable de former des gouttelettes lipidiques en réponse aux ROS neuronales.
Ces résultats suggèrent que les mutations de Tau peuvent réduire la capacité normale de la protéine à prévenir le stress oxydatif en plus de provoquer une accumulation de la protéine dans les caractéristiques typiques de la maladie, comme décrit dans des travaux antérieurs. Dans l'ensemble, les résultats soutiennent un nouveau rôle neuroprotecteur de Tau contre la toxicité associée aux ROS.
Dr Lindsey Goodman, auteur principal
D'autres liens avec la maladie ont été découverts à l'aide de modèles établis de mouches et de rats de conditions médiées par Tau qui surexpriment la protéine Tau humaine responsable de la maladie dans la glie. Dans ces scénarios, les chercheurs ont de nouveau observé des défauts dans les gouttelettes lipidiques gliales et la mort des cellules gliales en réponse aux ROS neuronales. Cela a démontré que Tau est un régulateur sensible au dosage des gouttelettes lipidiques gliales où trop ou trop peu de Tau est préjudiciable.
« En révélant un nouveau rôle neuroprotecteur surprenant pour Tau, l'étude ouvre la voie à de nouvelles stratégies potentielles pour ralentir, inverser et traiter les maladies neurodégénératives », a déclaré Bellen, auteur correspondant de l'étude. Il est professeur émérite en biologie moléculaire et génétique à Baylor et titulaire d'une chaire de neurogénétique au Duncan NRI. Bellen est également professeur March of Dimes en biologie du développement à Baylor.
En résumé, contrairement à son rôle habituel de « méchant » dans les maladies neurodégénératives, cette étude démontre que Tau joue également un rôle de « gentil » dans la glie en aidant à séquestrer les lipides toxiques, réduisant les dommages oxydatifs et, par conséquent, protégeant notre cerveau. Cependant, lorsque Tau est absent ou lorsque des protéines Tau défectueuses sont présentes, cet effet protecteur disparaît, conduisant à la maladie.
