Des scientifiques du Francis Crick Institute, de l’UCL et de l’Université d’Édimbourg ont découvert comment une accumulation de protéines nocives commence à se produire dans les neurones de la maladie de Parkinson, provoquant finalement la mort des cellules nerveuses. En examinant comment, où et pourquoi cette accumulation se produit, les travaux fournissent un aperçu unique d’un processus biologique clé à l’origine de la maladie de Parkinson.
La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative progressive qui provoque des tremblements, un ralentissement des mouvements, une raideur et peut évoluer pour causer de graves problèmes cognitifs. Elle affecte environ 145 000 personnes au Royaume-Uni, et ce nombre devrait augmenter à mesure que de plus en plus de personnes vivent plus longtemps.
La maladie de Parkinson est causée par une perte de neurones dans des parties spécifiques du cerveau. Dans les cellules nerveuses affectées, une protéine appelée alpha-synucléine se replie et s’agglutine en structures nocives. Les mécanismes derrière cela ne sont pas encore entièrement compris.
Dans leur article publié en Neurosciences naturelles Aujourd’hui (30 août), les chercheurs ont développé une nouvelle approche sensible pour étudier ce qui arrive à l’alpha-synucléine au cours des premiers stades de la maladie.
En utilisant des neurones dérivés de cellules données par des personnes atteintes de formes héréditaires de la maladie de Parkinson, ainsi que par des individus en bonne santé, l’équipe a pu visualiser où, pourquoi et comment cette protéine commence à se replier et à s’agglutiner à l’intérieur des cellules nerveuses.
L’équipe interdisciplinaire de neurologues, de chimistes et de biologistes structurels a découvert que l’alpha-synucléine entre en contact avec les membranes, ou revêtements, des structures des cellules nerveuses. Lorsqu’il entre en contact avec la membrane des mitochondries, partie de la cellule responsable de la production d’énergie, cela déclenche le mauvais repliement et l’agglutination de l’alpha-synucléine.
Les amas de protéines s’accumulent alors fortement à la surface des mitochondries, endommageant sa surface, provoquant la formation de trous sur la membrane et interférant avec la capacité des mitochondries à créer de l’énergie. Finalement, cela conduit les mitochondries à libérer des signaux qui provoquent la mort du neurone.
Bien qu’il existe différents sous-types de la maladie de Parkinson, cette protéine est connue pour se replier et s’agglutiner dans tous les types. Lorsque les neurones sont sains, les protéines mal repliées sont constamment éliminées et retirées de la cellule. On pense qu’à mesure que les gens vieillissent, le processus d’élimination de cette protéine nocive peut ralentir.
Il y a eu d’énormes progrès dans la compréhension du mauvais repliement des protéines, mais le défi majeur a été d’étudier les premières étapes de ce processus à l’intérieur de la cellule humaine.
Notre étude donne un aperçu de ce qui se passe dans les premiers stades lorsque les protéines commencent à mal se replier et comment elles affectent la santé de la cellule. Cela fournit une pièce importante du puzzle pour comprendre les mécanismes biologiques à l’origine de la maladie de Parkinson. »
Sonia Gandhi, auteur principal et chef de groupe principal au Crick, et professeur de neurologie à l’UCL Queen Square Institute of Neurology
Andrey Abramov, co-auteur principal et professeur à l’UCL Queen Square Institute of Neurology ajoute : « Nous savons depuis un certain temps que les mitochondries sont anormales dans la maladie de Parkinson, mais on ne sait pas pourquoi. Ce travail relie où les protéines se replient mal avec la façon dont elles induisent des dommages mitochondriaux et provoquent la mort cellulaire. »
Minee Choi, premier auteur et chercheur postdoctoral senior au Crick, déclare : « Notre étude a utilisé des neurones dérivés de cellules prélevées sur des personnes atteintes de la maladie de Parkinson, ce qui signifie que les neurones avec lesquels nous avons travaillé avaient la même constitution génétique et les mêmes caractéristiques que les cellules malades. chez les patients. Cela signifie que nous pouvons être plus confiants que notre travail reflète ce qui se passe dans les neurones du corps.
Matthew Horrocks, co-auteur principal et maître de conférences en chimie biophysique à l’Université d’Édimbourg, ajoute : « C’est fantastique que nous ayons pu utiliser une gamme de techniques biophysiques de pointe pour étudier comment les protéines se replient et causent dommages dans des échantillons biologiques extrêmement complexes. Nos découvertes mettent en lumière les événements les plus précoces de la maladie de Parkinson, des processus qui ne sont visibles qu’en utilisant des approches de détection extrêmement sensibles.
La nouvelle méthode innovante développée par les chercheurs pourrait également être utilisée pour étudier le mauvais repliement des protéines dans d’autres maladies neurodégénératives et types de cellules, y compris les cellules gliales impliquées dans les maladies neurodégénératives.
L’équipe poursuivra ses travaux en étudiant comment le mauvais repliement des protéines à l’intérieur des cellules affecte la fonction et la santé de la cellule. Grâce à leur nouvelle approche, ils pourront tester de nouvelles thérapies visant à réduire le mauvais repliement des protéines et voir si ces thérapies peuvent rétablir la santé d’une cellule malade.
