L'Alzheimer affecte le vieillissement biologique, le métabolisme des graisses et la santé intestinale, montre l'étude

La maladie d'Alzheimer et d'autres démences sont considérées comme des maladies de l'esprit et pour une bonne raison. Les principaux symptômes sont les changements cognitifs qui deviennent progressivement plus graves au fil du temps.

Pour cette raison, une grande partie de la recherche sur la démence se concentre sur le cerveau et le système nerveux. Cependant, plus récemment, les scientifiques ont commencé à explorer l'influence d'Alzheimer sur d'autres aspects du corps.

Les auteurs de la nouvelle étude expliquent comment les nouvelles preuves suggèrent que les effets d'Alzheimer s'étendent au-delà du système nerveux à d'autres parties du corps. «Par exemple», écrivent-ils, la Alzheimer «a été associée à des perturbations dans le microbiote intestinal, la fonction cardiovasculaire et l'homéostasie hormonale».

Ils expliquent également comment inflammation et santé immunitaire réduite peut contribuer à la progression d'Alzheimer. De toute évidence, la maladie d'Alzheimer ne se limite pas au cerveau.

La maladie d'Alzheimer se caractérise par une accumulation de protéines défectueuses dans le cerveau, notamment l'amyloïde-bêta 42 et le tau.

À mesure qu'ils s'accumulent, ils forment respectivement des plaques dits amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires. Ces protéines interfèrent avec le fonctionnement des neurones et, éventuellement, les tuent.

Dans leur étude récente, les chercheurs ont utilisé des mouches des fruits. Bien que les mouches des fruits, comme vous l'avez peut-être remarqué, soient très différentes des humains, ils ont déjà fourni de nombreux informations sur la santé humaine.

Comme les chercheurs l'écrivent, «de nombreuses voies moléculaires sont conservées des mouches aux mammifères».

Actualités médicales aujourd'hui Contacta Gurneet Sawhney, MD, Neurosurgeon en chef et fondateur de Neurolife Brain and Spine Clinic, qui n'a pas été impliqué dans l'étude. Nous avons posé des questions sur l'utilité des modèles de mouches en neurosciences.

«Les modèles de mouches des fruits sont étonnamment précieux dans la recherche sur la démence. Bien qu'ils puissent sembler simplistes», a-t-il expliqué, «ils nous permettent d'étudier les effets du tau et de l'amyloïde au niveau génétique et cellulaire, avec des résultats plus rapides et une complexité plus faible que les modèles de mammifères.»

«Ils nous ont aidés à découvrir des mécanismes fondamentaux de neurodégénérescence qui se traduisent souvent par des systèmes de mammifères plus tard», a-t-il déclaré.

Dans l'expérience actuelle, les scientifiques ont utilisé des mouches avec une accumulation amyloïde ou tau et les ont comparées avec des mouches témoins sans accumulation de protéines.

Les chercheurs ont employé une technique appelée entière-organisme séquençage de l'ARN à nucléus. En un mot, cela implique d'analyser les informations génétiques des noyaux cellulaires pour découvrir quels gènes sont allumés «sur» dans des types de cellules spécifiques.

Les auteurs ont étudié l'impact du tau et de l'amyloïde sur une gamme de types de cellules à travers les corps des mouches.

Les effets de l'amyloïde sur le système nerveux

Premièrement, ils ont examiné les cellules du système nerveux, y compris les cellules cérébrales, les cellules nerveuses de leur corps et les cellules gliales (cellules de soutien aux neurones).

Ils ont constaté que l'amyloïde entraînait la perte de nombreux types de ces cellules par rapport aux mouches Tau et témoins.

En particulier, les cellules impliquées dans les sens, telles que la vision, l'audition et l'odeur, ont été impactées le plus sévèrement. Fait intéressant, la perte d'odeur est un signe précoce d'Alzheimer chez l'homme.

Lors de l'étude du mécanisme responsable de la mort des cellules neuronales, les chercheurs ont identifié un groupe de cellules neuronales qui exprimaient la lactate déshydrogénase (LDH). Nous avons demandé à Sawhney pourquoi cela compte:

«LDH joue un rôle dans le métabolisme de l'énergie cellulaire», a-t-il expliqué, «et sa dérégulation peut indiquer le stress ou les dommages tissulaires. Dans le contexte de la démence, une activité anormale de LDH pourrait refléter un dysfonction métabolique plus large.»

Surtout, les scientifiques ont également identifié des niveaux accrus de LDH dans le tissu cérébral des humains atteints d'Alzheimer mais pas de celles sans condition. Selon Sawhney, cette LDH accrue peut «relier la neurodégénérescence avec des effets systémiques, comme le fait allusion cette étude».

Les scientifiques ont également montré que les cellules avec un LDH élevé avaient des changements dans les gènes qui contrôlent les fonctions mitochondriales. Ceci est important car le dysfonctionnement mitochondrial est lié au stress oxydatif, qui est une caractéristique précoce de l'Alzheimer chez l'homme.

Les effets de Tau sur le corps

Ensuite, les scientifiques ont attiré leur attention vers les effets des protéines d'Alzheimer sur des cellules autres que celles du système nerveux. Cette fois, c'est Tau qui a produit les changements les plus importants.

Les types de cellules qui ont été les plus touchés étaient ceux impliqués dans le métabolisme des graisses, la digestion et la reproduction. Selon les auteurs, «le corps de graisse de mouche est un dépôt de stockage central des nutriments et des réserves d'énergie». Il joue un rôle similaire au foie, au système immunitaire et aux tissus adipeux chez les mammifères.

Ils ont constaté que les gouttelettes de graisse dans les mouches tau sont importantes au début, mais deviennent plus petites et plus fragmentées à mesure que la maladie progresse. Les chercheurs ont ensuite examiné les cellules graisseuses dans un modèle de souris d'Alzheimer – l'équivalent des gouttelettes de graisse de la mouche. Encore une fois, ils ont trouvé initialement des cellules graisseuses surdimensionnées, ce qui s'est renforcé à mesure que la maladie progressait.

Fait intéressant, d'autres scientifiques ont montré que l'activité de certains types de graisses peut également influencer le développement d'Alzheimer chez l'homme.

Mis à part les changements dans le métabolisme des graisses, les chercheurs ont noté des changements dans le comportement des cellules dans l'intestin. Conformément à cela, des études sur des souris ont également montré que le tau induit une dégénérescence intestinale.

Enfin, le tau neuronal était associé à une capacité réduite à se reproduire chez les mouches mâles. En concordance avec cela, des études montrent qu'une baisse des hormones sexuelles est associée à un risque accru d'Alzheimer chez l'homme.

Les effets de Tau sur le vieillissement cellulaire

Selon les auteurs, les changements dans le métabolisme des graisses, la digestion et la reproduction sont associés au vieillissement. Ainsi, les auteurs émettent l'hypothèse que la présence de Tau dans les neurones peut augmenter la vitesse du vieillissement dans le reste du corps.

En mesurant l'expression des gènes et les marqueurs moléculaires associés au vieillissement de la mouche, les scientifiques ont constaté que le tau mouche, mais pas les mouches amyloïdes ou témoins, vieillis plus rapidement.

Dans l'ensemble, ils concluent que «l'expression du tau a un large impact sur les tissus périphériques et induit un phénotype de vieillissement accéléré».

Pour comprendre comment le TAU dans les neurones a des effets aussi étendus sur le corps, les scientifiques ont utilisé l'analyse de communication cellule-cellule, qui peut identifier les changements dans la façon dont le cerveau communique avec le corps.

Par rapport aux mouches amyloïdes et témoins, les mouches du tau ont démontré des milliers de différences dans ces voies de communication. Les types de cellules montrant les plus grandes différences, une fois de plus, ont été impliqués dans le métabolisme des graisses, la digestion et la reproduction.

Ces résultats suggèrent que le tau dans le cerveau peut influencer les cellules du reste du corps en interférant avec la communication du corps du cerveau.

En approfondissant, ils ont constaté que dans les neurones contenant du tau, il y avait des changements dans l'expression des gènes qui ont affecté la façon dont les synapses – la jonction entre les cellules nerveuses – sont organisées.

Il y avait également des niveaux accrus de buoutons synaptiques dans l'intestin des mouches tau. Les buttons synaptiques sont des gonflements sur les nerfs de la synapse qui contiennent des neurotransmetteurs, qui transmettent les informations d'un neurone à l'autre.

En d'autres termes, le TAU dans les cellules cérébrales peut influencer non seulement le fonctionnement des neurones et se développent dans le cerveau, mais aussi à quel point ils communiquent efficacement avec des tissus plus éloignés.

Dans l'ensemble, les scientifiques concluent que si l'amyloïde et le tau sont tous deux toxiques, leurs effets sont distincts: l'amyloïde affecte principalement les neurones et le TAU a un impact plus répandu sur le corps.

Ils ont également constaté que le LDH est élevé dans les mouches amyloïdes, ainsi que chez la souris et les humains atteints d'Alzheimer. Ils croient que cela devrait être un domaine de recherche future, car LDH pourrait peut-être être utilisé comme biomarqueur précoce pour la maladie d'Alzheimer.

La recherche sur les mouches est une première étape importante de la recherche scientifique; Il fournit une direction pour de futures études sur d'autres animaux et, finalement, les humains.

Bien que nous devons interpréter les résultats avec prudence, pris ensemble, ils fournissent de nouvelles informations sur les effets répandus des protéines associées à Alzheimer.

« L'accent mis sur les effets périphériques du tau et de l'amyloïde se démarque dans cette étude », a déclaré Sawhney Mnt.

«Nous considérons souvent ces protéines comme des problèmes spécifiques au cerveau, mais ce travail souligne comment leur impact peut s'étendre au-delà du système nerveux central. C'est un changement important dans la perspective pour comprendre la nature systémique complète de la démence.»
– Gurneet Sawhney, MD