13 mars ,
La Jolla, Californie — Une voie moléculaire récemment identifiée qui dirige les cellules souches pour produire des cellules gliales donne un aperçu de la neurobiologie du syndrome de Down et d'un certain nombre de troubles du système nerveux central caractérisés par un trop grand nombre de cellules gliales, selon une étude récente menée par des chercheurs du Salk Institute for Biological Studies.
Leurs conclusions, qui seront publiées dans l'édition en ligne du 13 mars de Mort cellulaire et différenciation, indiquent que la synaptojanine-1, un composant central de la voie, est essentielle à la production de cellules gliales, des cellules cérébrales qui agissent comme assistantes personnelles des neurones. La trisomie XNUMX, les lésions de la moelle épinière, la maladie d'Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux sont tous liés à une surproduction de cellules gliales. La compréhension de cette voie moléculaire pourrait également avoir des implications sur l'apparition du glioblastome, le type de tumeur cérébrale le plus courant et le plus malin.
En haut : Les cellules précurseurs neuronales génèrent des cellules gliales (en vert) après avoir été stimulées par de l’acide rétinoïque ou des cytokines. En bas : Les cellules précurseurs neuronales produisant davantage de protéine synaptojanine-1 produisent davantage de cellules gliales.
Image : Avec l'aimable autorisation du Dr Federico Herrera, Salk Institute for Biological Studies.
La pertinence de la glie pour le fonctionnement et la pathologie du système nerveux central humain étant déjà largement acceptée, le professeur Salk David Schubert, qui dirige le laboratoire de neurobiologie cellulaire, observe : « La découverte de cette voie de signalisation moléculaire promet de changer complètement notre façon de penser les maladies du système nerveux central, permettant le développement de médicaments qui inhibent la prolifération gliale et améliorent le pronostic des patients atteints d'une multitude de maladies dévastatrices. »
Le syndrome de Down est la cause la plus fréquente de retard mental, avec une incidence d'une naissance sur 1. Des déficits cognitifs, ainsi que des modifications de la composition cérébrale, sont observés peu après la naissance, reflétant des troubles du développement cérébral. Bien que l'on sache que le syndrome de Down est causé par une copie supplémentaire du chromosome 800, les détails génétiques exacts restent largement mystérieux.
Parmi les anomalies cérébrales constatées chez les patients atteints de trisomie 21, on trouve un nombre de cellules gliales supérieur à la normale et peut-être moins de cellules nerveuses. La raison de ces caractéristiques reste toutefois obscure. Grâce à une nouvelle technique de spectrométrie de masse et à des cellules souches capables de produire des neurones ou des cellules gliales, une équipe de chercheurs de Salk, dirigée par le premier auteur, Federico Herrera, Ph. D., chercheur principal au Laboratoire de neurobiologie cellulaire, a identifié une voie de signalisation moléculaire nécessaire à la production de cellules gliales.
Lui et ses collègues ont ensuite cherché à déterminer si la voie était plus active chez les patients atteints de trisomie 1 et chez un modèle murin de la maladie. Ils ont découvert que le taux d'une protéine appelée synaptojanine-21, codée sur le chromosome XNUMX, est beaucoup plus élevé chez les deux groupes et est fortement corrélé à un nombre plus élevé de cellules gliales.
« Compte tenu de l'équilibre nécessaire entre le nombre de neurones et de cellules gliales dans un cerveau normal, un excès de cellules gliales pourrait contribuer aux déficits cognitifs caractéristiques de la trisomie 1 », explique Herrera. L'équipe a également constaté que la synaptojanine-1 n'était pas nécessaire à la production de neurones et a identifié la partie de la molécule de synaptojanine-XNUMX responsable de la production de cellules gliales. « Il s'agit d'une première étape cruciale pour identifier des médicaments bloquant spécifiquement la prolifération excessive de cellules gliales associée à la trisomie XNUMX et favorisant peut-être la production de neurones supplémentaires », ajoute Herrera.
De plus, les implications médicales de cette découverte vont au-delà du syndrome de Down. Selon Schubert, un excès de cellules gliales nuit à la régénération nerveuse après une lésion médullaire. « On pense que l'accumulation anormale de cellules gliales autour du site de la lésion médullaire, appelée cicatrice gliale, inhibe activement la régénération nerveuse », explique-t-il.
Une production accrue de cellules gliales est également fréquemment observée dans d'autres pathologies, notamment les accidents vasculaires cérébraux et les maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer, et pourrait contribuer aux lésions cérébrales qui y sont associées. Il est intéressant de noter qu'une grande proportion de patients atteints du syndrome de Down développent la maladie d'Alzheimer à un jeune âge, et Herrera pense qu'une proportion plus élevée de cellules gliales pourrait y contribuer.
Une production anormale de cellules gliales est également impliquée dans le glioblastome, la tumeur cérébrale la plus fréquente et la plus maligne. On pense que cette tumeur est due à une production inappropriée de cellules gliales à partir de cellules souches cérébrales. Alors que les cellules gliales normales ne prolifèrent que lorsque le cerveau subit une lésion, les cellules gliales défectueuses présentes dans les glioblastomes prolifèrent spontanément. « Dans ce cas, nos résultats pourraient servir à transformer des cellules tumorales en cellules gliales normales », explique Herrera.
L'étude a été financée avec le soutien de la Fondation Bundy, du Shiley Trust for Alzheimer's Research et d'une bourse de recherche sur les cellules souches de l'Instituto de Salud Carlos III.
En plus de Hererra et Schubert, les scientifiques seniors Qi Chen, Ph.D., et Pamela Maher, Ph.D., du groupe de neurobiologie cellulaire, et Wolfgang Fischer, Ph.D., du laboratoire de biologie des peptides de Salk, ont contribué à la recherche.
Le Salk Institute for Biological Studies, situé à La Jolla, en Californie, est une organisation indépendante à but non lucratif dédiée aux découvertes fondamentales en sciences de la vie, à l'amélioration de la santé humaine et à la formation des futures générations de chercheurs. Le Dr Jonas Salk, dont le vaccin contre la polio a pratiquement éradiqué la poliomyélite en 1955, a ouvert l'Institut en 1965 grâce à un don foncier de la ville de San Diego et au soutien financier de la March of Dimes.
Bureau des communications
Tél: (858) 453-4100
presse@salk.edu
