De l’analyse du cerveau de personnes décédées d’Alzheimer, les chercheurs ont identifié la possible cause déclenchante de la maladie, une découverte qui pourrait conduire à des approches thérapeutiques innovantes contre la neurodégénérescence.
À ce jour, les causes déclenchantes de la maladie d’Alzheimer, la principale forme de démence au monde, ne sont pas entièrement connues. On connaît différents facteurs de risque importants, tels que l’âge avancé, les mutations génétiques, le mode de vie et les conditions physiques. Être une femme comporte également un risque accru, d’environ le double de celui des hommes. Cependant, les processus à l’origine de la neurodégénérescence, la mort des neurones entraînant un déclin cognitif caractérisé par une perte de mémoire, des difficultés d’orientation, des problèmes de langage et d’autres conditions, ne sont pas encore pleinement compris. Une nouvelle étude pionnière pourrait néanmoins avoir découvert l’un des mécanismes les plus importants liés au développement de la maladie et, avec lui, l’espoir de nouvelles approches thérapeutiques. Il convient de rappeler que l’Alzheimer est à ce jour incurable.
Les auteurs de la nouvelle recherche ont observé que dans le cerveau des personnes décédées d’Alzheimer, il y a une proportion plus élevée de cellules montrant des signes de vieillissement, et qu’il y a une réduction de l’interaction entre l’ADN fortement replié (chromatine) et l’ARN. En d’autres termes, les cellules cérébrales – comme les neurones et les oligodendrocytes – peuvent vieillir de manière uniforme, certaines plus rapidement que d’autres ; l’Alzheimer pourrait être déclenché précisément par ce vieillissement rapide, qui à son tour pourrait compromettre la capacité d’interaction entre l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN), ce dernier étant responsable de la transcription des informations contenues dans le premier.
Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du programme de bioinformatique et de biologie des systèmes de l’Université de Californie à San Diego, en collaboration étroite avec des collègues du département de bioingénierie et Shu Chien-Gene Lay et de l’Institut d’ingénierie en médecine, a déterminé que le cerveau des personnes atteintes d’Alzheimer contient une proportion plus élevée de cellules cérébrales plus anciennes et que leur ADN interagit moins avec l’ARN. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Sheng Zhong, ont tiré leurs conclusions après avoir analysé en profondeur le cerveau de 14 donneurs décédés, en se concentrant en particulier sur le cortex frontal. L’âge minimum était de 59 ans et certains étaient décédés avec une démence, d’autres non. Pour mener les analyses, les chercheurs ont utilisé une méthode révolutionnaire appelée MUSIC (Mapping the Nucleus Interaction in Single Cells). C’est tellement puissant qu’il a une résolution mobile unique et peut même observer les interactions chromatiniques entre l’ADN et l’ARN.
Les chercheurs expliquent que ces interactions, liées à des processus biologiques fondamentaux, changent de manière significative avec le temps. Grâce à MUSIC, les auteurs de la nouvelle étude ont découvert que dans le cerveau des patients atteints d’Alzheimer, ces « échanges » sont particulièrement réduits. De plus, comme indiqué, il a été observé que chez les personnes décédées d’Alzheimer, il y avait beaucoup plus de cellules présentant des signes de vieillissement. Dans une autre expérience sur des modèles murins, il a été constaté que chez les femelles, il y a une proportion plus élevée d’oligodendrocytes (cellules de support cérébral) et de neurones vieillis par communiqué aux mâles ; cela pourrait expliquer pourquoi les femmes courent un risque plus élevé de démence que les hommes.
« Avec cette technologie transformative à cellule unique, nous avons découvert que certaines cellules cérébrales sont ‘plus âgées’ que d’autres. SI nous pouvions identifier les gènes déréglés dans ces cellules vieillies et comprendre leurs fonctions dans la structure locale de la chromatine, nous pourrions également identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles », a conclu le professeur Zhong. Les détails de la recherche « Single-cell multiplex chromatin and RNA interactions in ageing human brain » ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature.