L'atrophie musculaire spinale est une maladie génétique rare des cellules nerveuses de la moelle épinière qui peut apparaître dès la petite enfance. La maladie entraîne une perte progressive de force musculaire. Les personnes touchées souffrent souvent de faiblesse musculaire dès le début, ainsi que des difficultés avec le mouvement, la respiration et la déglutition. Grâce aux avancées médicales, des thérapies sont désormais disponibles qui ralentissent la progression de la maladie. Néanmoins, les déficiences motrices persistent, et les défis cognitifs et sociaux deviennent de plus en plus évidents.
Pendant longtemps, l'atrophie musculaire spinale a été comprise uniquement comme une maladie des motoneurones, dans laquelle ces cellules nerveuses qui contrôlent directement les muscles perdent leur fonction. Ces dernières années, cependant, les chercheurs ont pu montrer que d'autres cellules nerveuses de la moelle épinière, qui ne contrôlent pas directement les muscles, contribuent également à la maladie. S'appuyant sur ces résultats, les chercheurs de l'Institut de physiologie de l'Université Leipzig de l'Université de Leipzig ont maintenant étudié si des régions supplémentaires du système nerveux sont impliquées dans le développement d'une atrophie musculaire spinale.
Dans la nouvelle étude, ils ont découvert que le cervelet contribue également au développement de la maladie. « Nos résultats montrent clairement que le cervelet est non seulement affecté par la maladie, mais est lui-même un moteur indépendant des symptômes. Ces dernières résultats fournissent donc une explication possible des déficiences motrices persistantes et des nouveaux problèmes sociaux et cognitifs émergents rencontrés par les patients malgré les thérapies modernes », a déclaré le Dr Christian Simon, chef de l'étude et chercheur à la faculté de médecine.
Dans leurs investigations, les chercheurs de Leipzig ont pu montrer que les cellules de Purkinje – cellules nerveuses clés du cervelet – sont endommagées dans l'atrophie musculaire spinale. La cause est l'activation d'une voie de signalisation spécifique qui entraîne la mort cellulaire et les perturbations graves dans les réseaux cérébelleux. Les conséquences sont devenues apparentes dans le modèle de souris: les animaux atteints d'atrophie musculaire spinale ont non seulement présenté des déficiences motrices, mais ont également montré une activité communicative nettement réduite, exprimée dans une diminution des vocalisations ultrasoniques – des sons à haute fréquence que les souris utilisent normalement pour communiquer. En restaurant spécifiquement la protéine manquante dans les cellules de Purkinje, il a été possible d'améliorer partiellement les déficits motrices et sociaux.
Le Carl Ludwig Institute of Physiology possède une vaste expertise en physiologie cérébelleuse. Pour ces investigations, l'imagerie haute résolution et les enregistrements patch-clamp ont été effectués sur des tranches cérébelleuses de souris. De plus, les chercheurs de Leipzig ont utilisé des vecteurs viraux pour manipuler spécifiquement l'expression des gènes chez les souris.
Une caractéristique particulière de ce travail scientifique est que trois des quatre premiers auteurs sont des étudiants en médecine qui ont contribué à cette publication dans le cadre de leur recherche doctorale. Ils ont été en partie soutenus par des bourses de doctorat de la Faculté de médecine. Les collaborations internationales avec l'Université Columbia, l'Université Johns Hopkins et l'Université ULM ont fourni un soutien crucial au projet.
Nos recherches fournissent une base importante pour d'autres études qui visent à étudier les changements dans le cervelet dans l'atrophie musculaire de la colonne vertébrale dans les grands groupes de patients. Dans une prochaine étape, nous voulons tester les thérapies existantes dans nos modèles de souris pour voir si les changements cérébelleux et les symptômes sociaux associés de la maladie peuvent être améliorés. «
Dr Christian Simon, chef, Faculté de médecine, Universität Leipzig
