Les signaux métaboliques dans les neurones déterminent si les axones se dégradent ou résistent à la neurodégénérescence, l’étude révèle

Contrairement à la plupart des cellules du corps humain, les neurones – les cellules fonctionnelles de notre système nerveux – peuvent généralement se remplacer par des copies saines après avoir été endommagées.

Au contraire, après une blessure de quelque chose comme un accident vasculaire cérébral, une commotion cérébrale ou une maladie neurodégénérative, les neurones et leurs axones, des projections de type fibre qui relaient les signaux électriques, sont beaucoup plus susceptibles de dégrader que de régénérer.

Mais de nouvelles recherches de l’Université du Michigan ouvrent de nouvelles façons de penser à la neurodégénérescence qui pourrait aider à protéger les patients contre cette dégradation et ce déclin neurologique à l’avenir.

L’étude, publiée dans la revue Métabolisme moléculairepourrait même nous rapprocher de la compréhension des rares cas lorsque les cerveaux guérissent et ouvrent de nouvelles voies vers le développement de traitements, ont déclaré les chercheurs.

Leurs résultats, fabriqués à l’aide d’un modèle de mouche de fruits bien établi, suggèrent que la résilience des neurones à la dégradation est liée au processus fondamental de la façon dont ces cellules traitent le sucre. Le travail a été soutenu par les National Institutes of Health, la US National Science Foundation, la Rita Allen Foundation et la Klingenstein Fellowship in the Neurosciences.

“Le métabolisme est souvent modifié dans les lésions cérébrales et les maladies comme la maladie d’Alzheimer, mais nous ne savons pas s’il s’agit d’une cause ou d’une conséquence de la maladie”, a déclaré l’auteur principal Monica Dus, professeur agrégé UM de biologie moléculaire, cellulaire et développementale.

“Ici, nous avons constaté que la numérotation du métabolisme du sucre décompose l’intégrité neuronale, mais si les neurones sont déjà blessés, la même manipulation peut activer de manière préventive un programme de protection. Au lieu de se décomposer, les axones se tiennent plus longtemps.”

Le chercheur postdoctoral TJ Waller, le scientifique principal de l’étude, a révélé que deux protéines particulières semblent être impliquées dans l’extension de la santé des axones. L’un est appelé double zipper de leucine kinase, ou DLK, qui détecte les dommages neuronaux, et est activé par un métabolisme perturbé.

L’autre protéine est connue sous le nom de SARM1 – SHORT pour stérile alpha et contenant du motif TIR 1 – qui a été impliquée dans la dégénérescence des axones et est couplée à la réponse DLK.

“Ce qui nous a surpris, c’est que la réponse neuroprotectrice change en fonction des conditions internes de la cellule”, a déclaré Dus. “Les signaux métaboliques se façonnent, que les neurones tiennent la ligne ou commencent à se décomposer.”

Généralement, dans les cas où les neurones et les axones ne se dégradent pas, le DLK devient plus actif et le mouvement de SARM1 est supprimé. Mais il y a des rides. En fait, une activation prolongée du DLK au fil du temps entraîne une neurodégénérescence progressive, a montré que l’étude a montré, inversant efficacement les effets neuroprotecteurs antérieurs.

Le DLK, en particulier, est devenu une cible pour traiter et étudier la maladie neurodégénérative. Mais les chercheurs devront faire face à des défis techniques pour contrôler les doubles fonctionnalités nocives et bénéfiques de DLK, a déclaré Waller.

“Si nous voulons retarder la progression d’une maladie, nous voulons inhiber son aspect négatif”, a déclaré Waller. “Nous voulons nous assurer que nous n’inhibons pas du tout l’aspect plus positif qui pourrait réellement aider à ralentir la maladie naturellement.”

La médiation d’une molécule comme la double fonctionnalité de DLK présente un puzzle convaincant que les chercheurs n’ont pas encore résolu. La découverte des mécanismes sous-jacentes à la façon dont les modulateurs comme le DLK basculent entre ces états protecteurs et nocifs pourraient avoir des implications massives pour le traitement des maladies neurodégénératives et des lésions cérébrales, impactant directement les populations cliniques.

Dus et Waller ont déclaré que la compréhension de ce mécanisme “fournit une nouvelle perspective sur les blessures et les maladies, qui va au-delà du simple blocage des dommages pour se concentrer sur ce que le système fait déjà pour le renforcer”.