Dans une étude récente publiée dans Progrès en neurobiologieles chercheurs découvrent que la substantia nigra des personnes atteintes de la maladie de Parkinson avait une concentration plus élevée de phéomélanine, ainsi que des marqueurs de phéomélanine associés à la L-3,4-dihydroxyphénylalanine (DOPA) et à la dopamine, que les témoins sains.
Étude: La phéomélanine OPA est augmentée dans la neuromélanine nigrale de la maladie de Parkinson. Crédit d’image : Rattiya Thongdumhyu / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les organites autolysosomiques s’accumulent dans les neurones catécholaminergiques, qui se trouvent dans le locus coeruleus et la substantia nigra du cerveau, et contiennent des protéines, des lipides et des pigments de neuromélanine. L’accumulation de pigments de neuromélanine liée à l’âge se produit dans toutes les régions du cerveau; cependant, il est le plus élevé dans le locus coeruleus et la substantia nigra. La dépigmentation de la substantia nigra due à la diminution du nombre de neurones dopaminergiques contenant ces pigments est caractéristique de la maladie de Parkinson.
La partie mélanique du pigment de neuromélanine comprend de l’eumélanine, qui est un pigment noir/brun, et des fractions de phéomélanine dérivées d’un rapport de deux à un de la dopamine à la cystéine. On pense que divers métabolites catécholiques formés par l’oxydation et la réduction de la dopamine et de la noradrénaline sont incorporés dans les pigments de neuromélanine du locus coeruleus et de la substantia nigra.
La phéomélanine et l’eumélanine diffèrent par divers aspects autres que la couleur, tels que la chélation des métaux, le redox et le piégeage des radicaux libres. Alors que l’eumélanine joue un rôle antioxydant, la phéomélanine peut subir une photodégradation, générer des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et réduire les antioxydants, chacun pouvant être associé à la physiopathologie des maladies neurologiques.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs étudient des échantillons de tissus post-mortem de patients atteints de la maladie de Parkinson, de la maladie d’Alzheimer et de témoins sains pour examiner les niveaux de composants de phéomélanine et d’eumélanine des pigments de neuromélanine. In vitro des études sur des neurones corticaux primaires de souris et des cellules neuronales différenciées ont également été menées pour examiner l’impact de l’eumélanine et de la phéomélanine DOPA synthétiques sur la viabilité et la mort des cellules.
Des échantillons post-mortem du mésencéphale ventral ont été obtenus à partir de cohortes comprenant des personnes atteintes de la maladie de Parkinson, de la maladie d’Alzheimer et d’aucun trouble neurologique confirmé par des évaluations neuropathologiques. Ces échantillons ont été homogénéisés et analysés pour déterminer le niveau de pigments de neuromélanine et les proportions de fragments de phéomélanine et d’eumélanine.
Des neurones corticaux primaires de souris et des cellules neuronales différenciées obtenues à partir d’une lignée cellulaire de neuroblastome ont été traités avec de l’eumélanine et de la phéomélanine DOPA synthétiques pour tester l’hypothèse selon laquelle la phéomélanine est une neurotoxine alors que l’eumélanine ne l’est pas.
Résultats
Les niveaux de phéomélanine DOPA dans la substantia nigra des individus atteints de la maladie de Parkinson étaient plus élevés que ceux des témoins sains. La conversion de la dopamine en marqueurs phéomélanine était également élevée.
Les taux d’eumélanine dérivée de la DOPA et de la dopamine étaient faibles ; cependant, les niveaux de phéomélanine dérivée de la DOPA étaient plus élevés que ceux de la phéomélanine dérivée de la dopamine. Notamment, dans les échantillons de tissus post-mortem de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, les marqueurs associés à la mélanine dans la substantia nigra sont restés inchangés, malgré de faibles niveaux de DOPA.
La dégénérescence des neurones dopaminergiques et les altérations du métabolisme de la dopamine et de la DOPA chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson à un stade avancé pourraient potentiellement expliquer les niveaux inférieurs de phéomélanine dérivée de la dopamine.
De plus, le in vitro des tests avec des neurones corticaux différenciés et primaires ont indiqué que la phéomélanine DOPA synthétique pouvait induire la mort cellulaire dans les neurones, contrairement à l’eumélanine DOPA synthétique. Alors que ces résultats ont démontré que la phéomélanine peut induire la mort cellulaire dans les neurones, des études antérieures ont montré des résultats similaires dans les neurones primaires non catécholaminergiques. Ainsi, la cytotoxicité de la phéomélanine n’est pas spécifique des neurones catécholaminergiques et dopaminergiques du cerveau.
Les niveaux inférieurs de DOPA et de dopamine identifiés dans les échantillons de tissus post-mortem de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer par rapport aux témoins sains étaient surprenants. Cependant, des études antérieures n’ont pas été en mesure de distinguer une pathologie associée à la voie dopaminergique dans la substantia nigra chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer.
Les résultats de cette étude s’ajoutent aux découvertes précédentes de la même équipe de chercheurs rapportant que les niveaux globaux de mélanine dans la peau et les cheveux étaient significativement plus faibles chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson par rapport aux personnes en bonne santé. De plus, ces observations établissent le rôle des fractions mélaniques dans la pathologie de la maladie de Parkinson.
conclusion
Dans l’ensemble, les neurones dopaminergiques de la substance noire des patients atteints de la maladie de Parkinson contenaient une proportion plus élevée de phéomélanine et des niveaux inférieurs d’eumélanine par rapport aux neurones dopaminergiques similaires chez les témoins sains. En outre, in vitro des expériences utilisant des souris et des neurones corticaux primaires dérivés de neuroblastomes ont démontré que la phéomélanine DOPA synthétique provoquait la mort des cellules neuronales, contrairement à l’eumélanine synthétique, suggérant ainsi leur utilisation comme biomarqueurs et cibles potentielles de traitement.
