Des scientifiques de Northwestern Medicine et de l'Université de Belgrade ont identifié le mécanisme électrophysiologique derrière la maladie des motoneurones supérieurs (UMN), ouvrant la voie à des traitements potentiels pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et d'autres maladies neurodégénératives, telles que la paraplégie spastique héréditaire et la sclérose latérale primaire .
L'étude, publiée dans Frontières en neurosciences moléculaires le 19 mai 2020, révèle les fondements moléculaires des signaux électriques des canaux ioniques potassium et sodium à l'intérieur de la membrane cellulaire du neurone.
Le maintien de la stabilité est l'objectif principal de l'UNM en bonne santé. Sans cela, les cellules commencent à dégénérer. Comme le jeu du téléphone, lorsque les UMN traitent les signaux des neurones voisins de manière incorrecte, le message ne parvient pas aux neurones moteurs de la colonne vertébrale, qui demandent aux muscles de se déplacer.
Les canaux ioniques voltage-dépendants, en tant que famille, sont impliqués dans de nombreuses maladies neurodégénératives, mais leur fonction, leur modulation et leur profil d'expression sont très compliqués. «
Hande Ozdinler, auteur principal de l'étude, professeur agrégé de neurologie à la Northwestern University Feinberg School of Medicine
Pour identifier les zones précises dans les canaux ioniques où le dysfonctionnement a commencé, les chercheurs, dirigés par le Dr Marco Martina, professeur agrégé de physiologie et de psychiatrie et des sciences du comportement à Feinberg, ont enregistré les signaux électriques des cellules in vivo au stade le plus précoce de SLA pour mesurer la réaction du neurone aux stimuli externes. L'équipe a également examiné les gènes des canaux ioniques des UMN malades pour mesurer les changements dans la structure de l'ion et de ses sous-unités afin de déterminer si la cause de la dégénérescence était intrinsèque.
Les données ont révélé qu'au début de la maladie, les UMN étaient incapables de maintenir l'équilibre d'excitation et d'inhibition dans les circuits corticaux et leur comportement était dû à des changements dynamiques dans les canaux ioniques clés et leurs sous-unités.
« Nous savions tous que les canaux ioniques étaient importants, mais nous ne savions pas quelles sous-unités ou quels canaux ioniques étaient importants ou impliqués dans le passage de l'équilibre de la santé à la maladie dans les UMN », a déclaré Ozdinler, membre du Chemistry of Life Processes Institute. « Lorsque nous avons reçu les résultats des microréseaux d'exon, il était évident que les canaux ioniques étaient perturbés très tôt dans la maladie, ce qui pourrait déclencher la première vague de vulnérabilité. »
En identifiant les fondements moléculaires des premiers stades de la neurodégénérescence, l'étude a également identifié des cibles potentielles pour les futures stratégies de traitement.
« Il existe déjà des médicaments pour certains de ces canaux et sous-unités ioniques, mais nous n'avons jamais pensé que nous pourrions les utiliser pour la SLA parce que nous ne connaissions pas le mécanisme », a déclaré Ozdinler. « Ce sont les informations dont nous avions besoin pour aller de l'avant. » Maintenant, nous pouvons commencer à rechercher si nous pouvons utiliser certains de ces médicaments, déjà approuvés par la FDA, pour les maladies des motoneurones. «
