*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative qui entraîne la perte progressive des neurones dopaminergiques de la substance noire. Les dommages mitochondriaux et le stress oxydatif (OS) dus à des altérations du métabolisme du fer et redox, à une «infection par les protéines de type prion», à une autophagie défectueuse et à un mauvais repliement et à l’agrégation des protéines sont considérés comme associés à l’apparition et à la progression de la MP.
L’autophagie aide à éliminer les agrégats de protéines et les organites endommagés par la digestion lysosomale. La machinerie de l’autophagie joue un rôle vital dans la MP, où plusieurs mutations génétiques ont été identifiées dans les composants de la machinerie comme facteurs de risque de maladie. On a également observé que la dysrégulation de l’autophagie était associée aux espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les dommages cellulaires ainsi que dans la signalisation. De plus, il a été rapporté que tous les produits chimiques qui induisent des dommages dopaminergiques et ROS, également appelés toxines parkinsoniennes, altèrent ou dérèglent l’autophagie dans les astrocytes ainsi que dans les neurones.
Les astrocytes aident à maintenir l’équilibre redox dans le cerveau grâce à la détoxification et à la production d’antioxydants, à la régulation des réponses inflammatoires dans le système nerveux central et à la formation et au maintien de la barrière hémato-encéphalique. Le métabolisme de la dopamine (DA) serait la principale source de ROS dans le cerveau. Des cellules cibles fonctionnelles ont été observées dans les neurones contre l’OS par la métabolisation de la DA et par une batterie d’enzymes antioxydantes dans les astrocytes. Un dysfonctionnement prolongé des astrocytes peut entraîner une augmentation de la vulnérabilité des neurones DA et leur dégénérescence au cours du vieillissement, conduisant finalement à la MP.
La 6-hydroxydopamine (6OHDA) est largement utilisée pour étudier la pathogenèse de la MP dans les études précliniques, car elle provoque des symptômes de type MP chez les rongeurs. La 6OHDA est un analogue de DA dont la production se fait par hydroxylation de y DA en présence de H2O2 et Fe + 2 fer. Bien que la 6OHDA soit considérée comme une toxine purement synthétique, plusieurs études ont indiqué que son origine était endogène. Les mécanismes de toxicité de la 6OHDA sont complexes et conduisent à la génération de peroxyde d’hydrogène et de radicaux hydroxyles par autooxydation rapide. Cependant, il n’est pas clair si des enzymes toxifiantes endogènes, telles que la quinone oxydoréductase 2 (NQO2/QR2), entraînent ce processus.
NQO2, qui est structurellement lié à NQO1, est une flavoprotéine exprimée de manière omniprésente qui effectue la réduction à deux électrons de la quinone en hydroquinones. L’émergence de NQO2 comme cible possible dans la MP a eu lieu il y a plus de deux décennies. Une étude précédente a indiqué qu’un OS chronique induit par la toxine parkinsonienne paraquat (PQ) pouvait être inhibé par un inhibiteur spécifique de NQO2 S29434/NMDPEF in vivo ainsi qu’in vitro dans les taux après injection systémique et intranigrale de PQ. Il a été observé que la PQ inhibe l’autophagie, tandis que le traitement au S29434 a conduit à la stimulation de l’autophagie dans les astrocytes. Des études récentes indiquent que NQO2 joue un rôle dans l’inhibition de l’autophagie et la génération d’OS et d’autophagie induite par les flavones en agissant comme un récepteur de ligands pro-autophagiques.
Une nouvelle étude en cours d’examen à la revue Rapports scientifiques et actuellement disponible sur le Place de la Recherche* serveur de préimpression visait à analyser les effets toxiques de la 6OHDA ainsi qu’un rôle connexe de NQO2 dans les astrocytes murins et humains.
Étude : L’autophagie et la neuroprotection des astrocytes exposés à la 6-hydroxydopamine sont régulées négativement par NQO2 : une nouvelle cible potentielle dans la maladie de Parkinson. Crédit d’image : PopTika/Shutterstock
À propos de l’étude
L’étude impliquait la détection de ROS dans des cellules vivantes d’astrocytome U373 par deux indicateurs fluorescents ROS alternatifs, MitoSOX ou un dérivé de la dichlorofluorescéine (DCF). Par la suite, la mesure de l’activité NQO2 cellulaire a eu lieu à l’aide de lysats de cellules U373. Cela a été suivi par la préparation de cellules U373 surexprimant NQO2 (N-over) et l’analyse par cytométrie en flux (FACS) de la viabilité cellulaire.
Les cellules astrogliales et dopaminergiques ont ensuite été co-cultivées, après quoi la transfection des cellules U373 a eu lieu avec le silence de NQO2. Des chiots WT de souris de souche C3H/HeOuJ ont été utilisés pour l’isolement primaire des astrocytes à partir des cortex cérébraux. Enfin, une microscopie à fluorescence et à contraste de phase a été réalisée avec une analyse des ensembles de données omnibus d’expression génique (GEO).
Résultats de l’étude
Les résultats ont indiqué une réduction accrue des niveaux de LC3II (ce qui indique les effets de la 6OHDA sur l’autophagie dans les astrocytes) dans les cellules U373 24 heures après le traitement par rapport à 6 heures. On a observé que 100 mM de 6OHDA avaient un fort effet négatif sur le flux autophagique à 24 heures, tandis que 50 mM avaient à 48 heures. L’ajout de S29434 a restauré les niveaux de LC3II dans les cellules U373 traitées à la 6OHDA par rapport aux cellules sans S29434. Un schéma d’induction similaire a également été observé pour NQO2.
Une augmentation de la SG n’a été signalée qu’à des doses élevées de 6OHDA. 6OHDA (100 µM) a induit une augmentation dépendante du temps de la fluorescence MitoSox 15 heures après le traitement, ce qui était beaucoup plus fort que 100 µM PQ. Le co-traitement avec S29434 a entraîné une atténuation partielle de l’induction de ROS par 6OHDA, tandis qu’une atténuation complète a été observée en présence de PQ et de S29434. De plus, il a été observé que les lysats de cellules U373 prétraités avec 6OHDA avaient une activité NQO2 plus élevée par rapport aux cellules témoins. Cependant, il a été rapporté que la 6OHDA n’était pas un substrat de NQO2 mais qu’elle induisait plutôt l’activité de NQO2 dans les astrocytes de manière dose-dépendante.
Il a été rapporté que la 6OHDA induisait une toxicité entraînant la mort cellulaire dans les cellules astrogliales U373, qui pourrait être réduite par un traitement au S29434. Les cellules U373 qui surexpriment NQO2 seraient plus sensibles à la 6OHDA avec un taux de mortalité plus élevé. De plus, il a été observé que les cellules de neuroblastome (SH-SY5Y) étaient plus sensibles à la 6OHDA que les cellules U373 et qu’elles mouraient massivement 24 heures après l’ajout de 10 µM de 6OHDA. Le traitement au S29434 n’a pas pu empêcher la mort cellulaire dans les cellules SH-SY5Y.
Le silence de NQO2 a été observé pour améliorer ou restaurer l’autophagie dans les cellules qui ont été exposées à des doses inférieures (25 µM) et supérieures (50 µM) de 6OHDA. Il a été observé qu’un traitement de 24 heures avec 6OHDA inhibe le flux autophagique par une diminution des niveaux de LC3II de manière dose-dépendante chez les souris C3H. De plus, il a été observé que S29434 augmentait les niveaux de LC3II dans les cellules de souris exposées au 6OHDA. On a observé que les cellules dopaminergiques SH-SY5Y étaient protégées par des monocouches U373 contre la mort cellulaire induite par 6OHDA, alors que NQO2-overexp U373 était moins protectrice. De plus, il a été observé que l’effet protecteur des astrocytes U373 était augmenté dans les cellules normales et N-over par S29434. Enfin, une expression plus élevée de NQO2 a été rapportée chez les patients parkinsoniens par rapport à l’expression moyenne chez les patients sains.
Par conséquent, l’étude actuelle a démontré que les médicaments qui ciblent NQO2 sont capables de stimuler l’autophagie ainsi que de protéger contre la toxicité de l’hydroxyquinone et de la dopamine quinone. Le S29434 peut retarder les dommages neuronaux dans la MP et d’autres conditions pathologiques impliquant la SG et une altération de l’autophagie médiée par NQO2. Cela suggère que les inhibiteurs de NQO2 pourraient jouer un rôle dans le traitement des lésions cérébrales impliquant la neurodégénérescence oxydative. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.
*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
