Des scientifiques restaurent le système d’élimination des déchets du cerveau

La maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et d’autres troubles neurologiques peuvent être considérés comme des maladies du cerveau « sale », où le cerveau a du mal à éliminer les déchets nocifs. Le vieillissement est un facteur de risque clé car, à mesure que nous vieillissons, la capacité de notre cerveau à éliminer les accumulations toxiques ralentit. Cependant, de nouvelles recherches sur des souris démontrent qu’il est possible d’inverser les effets liés à l’âge et de rétablir le processus d’élimination des déchets du cerveau.

« Cette recherche montre que la restauration de la fonction des vaisseaux lymphatiques cervicaux peut considérablement sauver l’élimination plus lente des déchets du cerveau associée à l’âge », a déclaré Douglas Kelley, Ph.D., professeur de génie mécanique à l’École d’ingénierie et de sciences appliquées Hajim de l’Université de Rochester.

« De plus, cela a été accompli avec un médicament déjà utilisé en clinique, offrant une stratégie de traitement potentielle. » Kelley est l’un des principaux auteurs de l’étude, qui paraît dans la revue Vieillissement naturel, avec Maiken Nedergaard, MD, DMSc, codirecteur du Centre de neuromédecine translationnelle de l’Université.

Décrit pour la première fois par Nedergaard et ses collègues en 2012, le système glymphatique est un processus unique d’élimination des déchets du cerveau qui utilise le liquide céphalorachidien (LCR) pour éliminer les protéines excédentaires générées par les neurones énergivores et d’autres cellules du cerveau pendant une activité normale. Cette découverte a ouvert la voie à de nouvelles approches potentielles pour traiter les maladies généralement associées à l’accumulation de déchets protéiques dans le cerveau, telles que la maladie d’Alzheimer (bêta-amyloïde et tau) et la maladie de Parkinson (alpha-synucléine).

Dans les cerveaux sains et jeunes, le système glymphatique élimine efficacement ces protéines toxiques. Cependant, avec l’âge, ce système ralentit, ce qui favorise l’apparition de ces maladies.

Un réseau de minuscules pompes évacue les déchets du cerveau

Une fois chargé de déchets protéiques, le LCR dans le crâne doit se diriger vers le système lymphatique et finalement vers les reins, où il est traité avec les autres déchets de l’organisme. La nouvelle recherche combine des techniques avancées d’imagerie et de suivi des particules pour décrire pour la première fois en détail le cheminement via les vaisseaux lymphatiques cervicaux du cou par lequel la moitié du LCR sale sort du cerveau.

En plus de mesurer le flux de LCR, les chercheurs ont pu observer et enregistrer le battement des vaisseaux lymphatiques dans le cou qui aide à extraire le LCR du cerveau.

« Contrairement au système cardiovasculaire, qui est doté d’une seule grosse pompe, le cœur, le liquide du système lymphatique est transporté par un réseau de pompes minuscules », explique Kelley. Ces pompes microscopiques, appelées lymphangions, sont dotées de valves pour empêcher le reflux et sont reliées entre elles, les unes après les autres, pour former des vaisseaux lymphatiques.

Les chercheurs ont constaté qu’à mesure que les souris vieillissaient, la fréquence des contractions diminuait et les valves devenaient défaillantes. En conséquence, la vitesse d’écoulement du liquide céphalorachidien sale hors du cerveau des souris âgées était 63 % plus lente que celle des animaux plus jeunes.

Un médicament connu relance le flux de fluides nettoyants du cerveau

L’équipe a ensuite cherché à savoir s’il était possible de réactiver les lymphangions et a identifié un médicament appelé prostaglandine F2α, un composé de type hormonal couramment utilisé en médecine pour déclencher le travail et connu pour favoriser la contraction des muscles lisses. Les lymphangions sont tapissés de cellules musculaires lisses et lorsque les chercheurs ont appliqué le médicament aux vaisseaux lymphatiques cervicaux de souris plus âgées, la fréquence des contractions et le flux de LCR sale provenant du cerveau ont tous deux augmenté, revenant à un niveau d’efficacité trouvé chez les souris plus jeunes.

« Ces vaisseaux sont idéalement situés près de la surface de la peau, nous savons qu’ils sont importants et nous savons maintenant comment accélérer leur fonctionnement », a déclaré Kelley. « On peut voir comment cette approche, peut-être combinée à d’autres interventions, pourrait servir de base à de futures thérapies pour ces maladies. »