Université de Tel-Aviv, UHJ, Weizmann, Plank Institute : un mécanisme biologique clé pourrait révolutionner le traitement des maladies neurologiques
Une étude menée sous la direction du Dr. Gilad Levy dans le laboratoire du Prof. Boaz Barak, de l’École des neurosciences et de l’École des sciences psychologiques de l’Université de Tel-Aviv, a révélé un nouveau mécanisme biologique qui stimule la production de myéline, une substance essentielle au bon fonctionnement du cerveau et à la communication nerveuse. Selon les chercheurs, cette avancée pourrait servir de base au développement de traitements innovants contre les troubles neurologiques graves comme la sclérose en plaques, la maladie d’Alzheimer, et la maladie de Parkinson. Elle a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem, de l’Institut Weizmann des sciences, de l’Université de Tel- Aviv et de l’Institut Max Planck en Allemagne.
Libérer les « freins biologiques » du cerveau
« Les lésions de la myéline, substance qui enrobe et protège les terminaisons nerveuses (axones), sont associées à diverses maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la sclérose en plaques (maladie auto-immune où l’organisme lui-même s’attaque à la myéline), ainsi qu’à des syndromes neurodéveloppementaux comme le syndrome de Williams et les troubles du spectre autistique », explique le Prof. Barak. « Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur les cellules qui productrices de myéline du système nerveux central et périphérique. Plus précisément, dans ces cellules, nous avons étudié le rôle d’une protéine appelée TFII-I, connue pour sa capacité à augmenter ou diminuer l’expression de nombreux gènes essentiels au fonctionnement cellulaire. Si cette protéine est depuis longtemps associée à des anomalies du développement cérébral et à des syndromes neurodéveloppementaux, son rôle dans la production de la myéline n’avait pas été étudié jusqu’à présent ».
L’équipe de recherche a découvert que la protéine TFII-I agit dans l’organisme comme une sorte de « frein biologique interne » qui inhibe la production de myéline dans les cellules concernées. Sur la base de cette découverte, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’une réduction de l’activité de cette protéine dans ces cellules pourrait augmenter la production de la myéline.
Des gaines de myéline plus épaisses
Pour vérifier cette hypothèse, l’équipe a utilisé des techniques d’ingénierie génétique avancées sur des modèles de souris: l’expression de la protéine TFII-I a été éliminée sélectivement, uniquement dans les cellules productrices de myéline, tout en restant inchangée dans toutes les autres cellules. Ces souris génétiquement modifiées ont été comparées à des souris normales pour un large éventail de paramètres, notamment les taux des protéines qui composent la myéline, la structure et l’épaisseur de la gaine de myéline entourant les axones, la vitesse de conduction des signaux nerveux, et même les performances motrices et comportementales des souris.
« Nous avons constaté qu’en l’absence de la TFII-I, les cellules productrices de myéline dans le cerveau produisaient des quantités plus élevées de protéines composant la myéline », explique le Dr. Gilad Lévy. « Par conséquent les gaines de myéline qui se sont formées étaient plus épaisses, et ce changement structurel a conduit à une amélioration de son fonctionnement, se traduisant par une augmentation de la vitesse de conduction des signaux électriques le long des axones neuronaux. Ces améliorations ont entraîné une amélioration significative des capacités motrices des souris, notamment une meilleure coordination et une meilleure mobilité, ainsi que d’autres changements comportementaux positifs ».
Relâcher les freins
« Dans cette étude, nous avons démontré pour la première fois qu’il est possible de « relâcher les freins » de la production de myéline dans le cerveau et le système nerveux périphérique, en régulant l’expression de la protéine TFII-I », conclut le Prof. Barak. « Cette étude est l’une des rares au monde à avoir identifié un mécanisme permettant l’augmentation des taux de myéline dans le cerveau. Ses résultats pourraient permettre le développement de futures thérapies basée sur l’inhibition de l’activité de la TFII-I dans les cellules productrices de myéline, aidant par là à reconstituer la myéline dans le cadre de nombreuses maladies dégénératives et développementales où elle est endommagée, notamment la maladie d’Alzheimer, la sclérose en plaques, le syndrome de Williams et les troubles du spectre autistique. Nous sommes convaincus que cette approche fondamentalement nouvelle recèle un potentiel thérapeutique considérable ».
Publication dans Nature Communications
