Les chercheurs de l'Arizona State University et du Banner Alzheimer's Institute, ainsi que leurs collaborateurs, ont découvert un lien surprenant entre une infection intestinale chronique provoquée par un virus commun et le développement de la maladie d'Alzheimer chez un sous-ensemble de personnes.
On croit que la plupart des humains sont exposés à ce virus – ; appelé cytomégalovirus ou HCMV – ; au cours des premières décennies de la vie. Le cytomégalovirus est l'un des neuf virus de l'herpès, mais il n'est pas considéré comme une maladie sexuellement transmissible. Le virus se transmet généralement par exposition à des fluides corporels et ne se propage que lorsque le virus est actif.
Selon la nouvelle recherche, chez certaines personnes, le virus peut persister dans un état actif dans l'intestin, où il peut se rendre au cerveau via le nerf vague – ; une autoroute de l’information essentielle qui relie l’intestin et le cerveau. Une fois sur place, le virus peut modifier le système immunitaire et contribuer à d’autres changements associés à la maladie d’Alzheimer.
Si les hypothèses des chercheurs se confirment, ils pourront peut-être évaluer si les médicaments antiviraux existants pourraient traiter ou prévenir cette forme de maladie d'Alzheimer. Ils développent actuellement un test sanguin pour identifier les personnes qui ont une infection active à HCMV et qui pourraient bénéficier d'un traitement antiviral.
Nous pensons avoir découvert un sous-type biologiquement unique de la maladie d'Alzheimer qui pourrait toucher 25 à 45 % des personnes atteintes de cette maladie. Ce sous-type d'Alzheimer inclut les plaques amyloïdes et les enchevêtrements de Tau caractéristiques ; des anomalies cérébrales microscopiques utilisées pour le diagnostic ; et présente un profil biologique distinct de virus, d'anticorps et de cellules immunitaires dans le cerveau.
M. Ben Readhead, co-premier auteur de l'étude et professeur agrégé de recherche au centre de recherche sur les maladies neurodégénératives ASU-Banner du Biodesign Institute de l'ASU
Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans « Alzheimer's & Dementia : The Journal of the Alzheimer's Association ». Des chercheurs de l'ASU, du Banner Alzheimer's Institute, du Banner Sun Health Research Institute et du Translational Genomics Research Institute (TGen) ont dirigé l'effort de collaboration, qui comprenait des chercheurs de l'UMass Chan Medical School, de l'Institute for Systems Biology, du Rush University Medical Center, de l'Icahn School of Médecine au Mont Sinaï et autres institutions.
L’équipe de recherche suggère que certaines personnes exposées au HCMV développent une infection intestinale chronique. Le virus pénètre ensuite dans la circulation sanguine ou traverse le nerf vague jusqu’au cerveau. Là, il est reconnu par les cellules immunitaires du cerveau, appelées microglies, qui activent l'expression d'un gène spécifique appelé CD83. Le virus pourrait contribuer aux changements biologiques impliqués dans le développement de la maladie d'Alzheimer.
Le rôle des cellules immunitaires du cerveau
Les microglies, ou cellules immunitaires du cerveau, sont activées lorsqu'elles répondent à des infections. Bien qu'elle soit initialement protectrice, une augmentation soutenue de l'activité microgliale peut entraîner une inflammation chronique et des lésions neuronales, impliquées dans la progression des maladies neurodégénératives, notamment la maladie d'Alzheimer.
Dans une étude publiée plus tôt cette année dans « Nature Communications », les chercheurs ont découvert que les cerveaux post-mortem des participants à la recherche atteints de la maladie d'Alzheimer étaient plus susceptibles que ceux des personnes non atteintes d'Alzheimer d'héberger spécifiquement des microglies CD83(+). En explorant pourquoi cela s'est produit, ils ont découvert un anticorps dans les intestins de ces sujets – ; ce qui concorde avec la possibilité qu'une infection puisse contribuer à cette forme d'Alzheimer.
Dans l’étude la plus récente, les chercheurs ont cherché à comprendre ce qui pourrait être à l’origine de la production d’anticorps intestinaux. L’équipe a examiné le liquide céphalorachidien de ces mêmes individus, ce qui a révélé que les anticorps étaient spécifiquement dirigés contre le HCMV. Cela a incité à rechercher des preuves d’une infection par le HCMV dans l’intestin et le tissu cérébral de ces sujets – ce qu’ils ont trouvé.
Ils ont également observé le HCMV dans le nerf vague des mêmes sujets, ce qui soulève la possibilité que ce soit ainsi que le virus se déplace vers le cerveau. En collaboration avec l'Université RUSH, les chercheurs ont pu reproduire l'association entre l'infection à cytomégalovirus et la microglie CD83(+) dans une cohorte indépendante de patients atteints de la maladie d'Alzheimer.
Pour étudier plus en détail l'impact de ce virus, l'équipe de recherche a ensuite utilisé des modèles de cellules cérébrales humaines pour démontrer la capacité du virus à induire des changements moléculaires liés à cette forme spécifique de la maladie d'Alzheimer. L’exposition au virus a effectivement augmenté la production de protéines amyloïdes et tau phosphorylées et a contribué à la dégénérescence et à la mort des neurones.
Le HCMV est-il responsable de la maladie d'Alzheimer chez certaines personnes ?
Le HCMV peut infecter les humains de tout âge. Chez la plupart des individus en bonne santé, l’infection survient sans symptômes mais peut se présenter comme une maladie bénigne ressemblant à la grippe. Environ 80 % des personnes présentent des signes d’anticorps avant l’âge de 80 ans. Néanmoins, les chercheurs n’ont détecté le HCMV intestinal que chez un sous-ensemble d’individus, et cette infection semble être un facteur pertinent dans la présence du virus dans le cerveau. Pour cette raison, les chercheurs notent que le simple contact avec le HCMV, qui arrive à presque tout le monde, ne devrait pas être préoccupant.
Et bien que des chercheurs aient proposé il y a plus de 100 ans que des virus ou des microbes nocifs pourraient contribuer à la maladie d'Alzheimer, aucun agent pathogène n'a été systématiquement associé à la maladie.
Les chercheurs proposent que ces deux études illustrent l’impact potentiel que les infections peuvent avoir sur la santé cérébrale et la neurodégénérescence en général. Pourtant, ils ajoutent que des études indépendantes sont nécessaires pour mettre à l’épreuve leurs conclusions et les hypothèses qui en résultent.
La Fondation NOMIS, la Banner Alzheimer's Foundation, les National Institutes of Health et l'Arizona Alzheimer's Consortium ont soutenu l'étude. Les biodépôts uniques de l'Arizona, en particulier le programme de don de cerveau et de corps du Banner Sun Health Research Institute, ont fourni des échantillons de tissus et des ressources, notamment le côlon, le nerf vague, le cerveau et le liquide céphalo-rachidien. L’étude sur les ordres religieux et l’étude sur la mémoire et le vieillissement dirigées par l’université Rush ont fourni des échantillons et des données cérébrales supplémentaires. Cela a permis aux chercheurs de mener une enquête plus nuancée, mettant en évidence les racines systémiques plutôt que purement neurologiques de la maladie d'Alzheimer.
« Il était extrêmement important pour nous d'avoir accès à différents tissus provenant des mêmes individus. Cela nous a permis de reconstituer la recherche. L'Arizona est le seul endroit que je connaisse où une étude comme celle-ci aurait pu être réalisée, et nous sommes reconnaissants au programme de don de cerveau et de corps Banner Health pour son soutien », a déclaré Readhead, également professeur Edson Endowed de recherche sur la démence au centre.
« Nous sommes extrêmement reconnaissants envers nos participants à la recherche, nos collègues et nos sympathisants qui nous ont donné la chance de faire progresser cette recherche d'une manière qu'aucun d'entre nous n'aurait pu faire seul », a déclaré le Dr Eric Reiman, directeur exécutif du Banner Alzheimer's Institute et du auteur principal de l’étude. « Nous sommes ravis d'avoir l'opportunité de permettre aux chercheurs de tester nos résultats de manière à faire une différence dans l'étude, le sous-typage, le traitement et la prévention de la maladie d'Alzheimer. »
Les résultats de l'étude récente soulèvent une question importante : les médicaments antiviraux pourraient-ils aider à traiter les patients atteints de la maladie d'Alzheimer qui ont une infection chronique par le HCMV ?
Les enquêteurs travaillent actuellement sur un test sanguin pour identifier les individus atteints de ce type d'infection intestinale chronique à HCMV. Ils espèrent l'utiliser conjointement avec les tests sanguins émergents sur la maladie d'Alzheimer pour évaluer si les médicaments antiviraux existants pourraient être utilisés pour traiter ou prévenir cette forme de maladie d'Alzheimer.
