Un nouveau modèle développé par des scientifiques de l’Institut Van Andel, de l’Université de Lund et de l’Université de Florence permettra aux chercheurs de mieux comprendre comment la maladie d’Alzheimer progresse dans le cerveau.
Comme d’autres maladies neurodégénératives, la maladie d’Alzheimer est difficile à étudier. Elle est extrêmement complexe, se développe sur une longue période et varie d’une personne à l’autre. Il est également crucial que les scientifiques manquent de techniques non invasives pour surveiller la progression des maladies dans le cerveau humain. Au lieu de cela, ils s’appuient souvent sur des modèles qui imitent la maladie, ce qui leur permet de suivre la manière dont la maladie d’Alzheimer se développe et affecte le cerveau.
« Pour que les modèles fonctionnent, ils doivent refléter fidèlement la façon dont la maladie d’Alzheimer progresse dans la vie réelle. Notre nouveau modèle reproduit de nombreuses facettes clés de ce processus, » a déclaré Laurent Roybon, Ph.D., professeur agrégé au VAI et auteur co-correspondant d’une étude décrivant le modèle. « L’une des forces de ce travail réside dans notre utilisation de lignées cellulaires provenant de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, ce qui nous aide à mieux refléter le processus réel de la maladie dans notre modèle. »
L’étude a été publiée dans la revue Acta Neuropathologie Communications. Yuriy Pomeshchik, Ph.D., de l’Université de Lund, est l’auteur co-correspondant. Roybon était professeur agrégé à l’Université de Lund avant de rejoindre VAI en 2022.
Le nouveau modèle exploite les cellules souches pluripotentes induites (iPSC), des cellules adultes qui sont reprogrammées dans un état antérieur de « table vierge ». À partir de là, les scientifiques peuvent inciter ces cellules à devenir d’autres types de cellules, comme des neurones. Cette technique puissante permet aux scientifiques d’étudier les cellules du cerveau humain qui partagent le même bagage génétique que la personne dont elles sont issues.
Cependant, étudier ces cellules en dehors du microenvironnement cérébral présente un autre défi. Les cellules cérébrales bénéficient d’un écosystème étroitement régulé qui favorise la santé et le fonctionnement des cellules. Pour résoudre ce problème, l’équipe a utilisé des CSPi dérivées de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer pour générer des cellules cérébrales. Ces cellules ont ensuite été greffées dans le cerveau de souris sauvages immunodéficientes et surveillées pour détecter le développement des pathologies caractéristiques de la maladie d’Alzheimer : plaques et enchevêtrements protéiques, inflammation, dysfonctionnement mitochondrial et capacité des pathologies à se déplacer dans le cerveau.
Les chercheurs ont découvert que le modèle reproduisait avec succès des changements critiques dans les voies cérébrales qui pourraient plus tard conduire à la formation de plaques amyloïdes, ainsi que des changements associés à la maladie dans les cellules voisines, signe que la pathologie de la maladie peut se propager d’une cellule à l’autre. L’analyse protéomique a également révélé des changements qui accompagnent la progression des stades précoces aux stades avancés de la maladie.
Le nouveau modèle aborde un problème central dans la recherche sur la maladie d’Alzheimer : bien que les modèles de cellules et de souris contribuent depuis longtemps à l’étude de la maladie, la combinaison des deux reflète plus précisément la manière dont elle se développe et progresse chez l’homme. De tels modèles sont appelés modèles chimériques et combinent les atouts des deux systèmes de modèles.
Les prochaines étapes, a déclaré Roybon, consistent à surveiller l’évolution de la pathologie cellulaire sur une période plus longue et à étudier comment la pathologie diffère en fonction des diverses mutations génétiques qui contribuent à la maladie d’Alzheimer. En outre, l’équipe prévoit de remédier aux limites de leur nouveau modèle, telles que la génération d’iPSC qui reflètent plus spécifiquement les populations cellulaires de régions spécifiques du cerveau.
