Alzheimer : le métabolisme du glucose dans le cerveau pourrait-il ouvrir la voie à de nouvelles…

La façon dont les neurones consomment et métabolisent le glucose pourrait être la clé de nouveaux traitements pour les maladies de Parkinson et d’Alzheimer. Javier Zayas Photographie/Getty Images

• Les chercheurs ont étudié l’absorption et le métabolisme du glucose dans les neurones.
• Ils ont découvert que les neurones métabolisent eux-mêmes le glucose et que le métabolisme du glucose est crucial pour le bon fonctionnement neuronal.
• D’autres études sont nécessaires pour voir si ces résultats se traduisent chez l’homme.

Le cerveau a besoin de grandes quantités d’énergie pour fonctionner. Le glucose est le principal carburant des neurones. Alors que le cerveau adulte représente 20 à 25 % de la consommation de glucose, les cerveaux en développement peuvent nécessiter une quantité encore plus élevée.

Cependant, la façon dont le glucose est traité dans le cerveau est restée inconnue. Certains ont suggéré que le glucose pourrait être métabolisé par les cellules gliales supportrices, puis exporté vers les neurones.

Des études plus récentes suggèrent que les neurones pourraient être capables de traiter le glucose par eux-mêmes. Il a été difficile de déterminer si tel est le cas en raison des difficultés à isoler les neurones des cellules gliales pour l’étude.

Comprendre comment le glucose est métabolisé en énergie dans le cerveau pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour les affections liées à l’absorption du glucose, telles que la maladie d’Alzheimer (MA) et la maladie de Parkinson (MP).

Récemment, des chercheurs ont mené des études sur des cellules et des souris pour évaluer comment le glucose est métabolisé par les neurones.

Ils ont trouvé deux protéines qui permettent aux neurones de métaboliser eux-mêmes le glucose à la fois dans des cultures cellulaires et dans des modèles animaux.

Le Dr Charles Munyon, un neurochirurgien fonctionnel chez Novant Health à Charlotte, en Caroline du Nord, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à Medical News Today :

“Ces résultats semblent régler de manière assez définitive une controverse de longue date, et l’étude est conçue avec élégance. Bien qu’il ne soit toujours pas clair quelle proportion de l’énergie neuronale provient du métabolisme direct du glucose, nous pouvons être certains que la réponse n’est pas négligeable.

L’étude a été publiée dans Cell Reports.

Les cellules cérébrales utilisent le glucose comme carburant

Pour l’étude, les chercheurs ont utilisé des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) pour générer des neurones humains. Ils ont ensuite ajouté les neurones à une forme marquée de glucose. Ce faisant, ils ont découvert que les neurones étaient capables de décomposer le glucose en métabolites plus petits.

Ensuite, les chercheurs ont retiré deux protéines clés pour importer et métaboliser le glucose des neurones à l’aide de l’édition de gènes CRISPR. L’élimination de l’une ou l’autre de ces protéines a altéré la dégradation du glucose dans les neurones humains.

Ceci, ont noté les chercheurs, signifie que les neurones humains métabolisent effectivement le glucose.

Différences entre les sexes

Les chercheurs ont ensuite voulu voir si les résultats se traduisaient par des modèles animaux. Pour ce faire, ils ont conçu des neurones de souris dépourvus des deux mêmes protéines clés pour l’importation et le métabolisme du glucose.

Les souris dépourvues de l’une des protéines ont montré une mémoire et un apprentissage normaux à l’âge de 3 mois, mais à 7 mois, elles ont montré de graves déficits d’apprentissage et de mémoire. Pour l’autre protéine testée, alors que les souris femelles et mâles avaient une mémoire normale à trois et sept mois, ils ont noté que les femelles – mais pas les mâles – développaient un apprentissage et une perte de mémoire à 12 mois.

Les chercheurs ont noté que d’autres études sont nécessaires pour comprendre ce qui peut expliquer les différences entre les sexes.

Enfin, ils ont étudié comment les neurones s’adaptent lorsque le glucose n’est pas disponible comme source d’énergie. Ils ont découvert que les neurones utilisent d’autres sources d’énergie, comme une molécule de sucre apparentée, le galactose, qui est moins efficace que le glucose comme source d’énergie pour les neurones.

Les chercheurs ont conclu que les neurones métabolisent le glucose par eux-mêmes et qu’ils ont besoin du métabolisme du glucose pour fonctionner normalement.

Limites

Interrogé sur les limites de l’étude, le Dr James Rini, neurologue chez Ochsner Health, qui n’était pas non plus impliqué dans l’étude, a déclaré au MNT que, comme l’étude a été menée sur des souris et en laboratoire, il n’est pas clair si les résultats s’appliquent. aux humains et aux paramètres de la vie réelle aussi.

Il a ajouté que la méthode utilisée pour mesurer le métabolisme du glucose peut ne pas saisir l’image complète de la façon dont les neurones métabolisent le glucose dans le cerveau.

“[Furthermore]l’étude n’a examiné qu’un seul aspect de la fonction cérébrale – la façon dont les neurones métabolisent le glucose – et n’a pas étudié d’autres facteurs pouvant contribuer à la fonction cérébrale, tels que le rôle d’autres nutriments ou les voies de signalisation neuronales », a-t-il expliqué.

Implications pour le traitement des maladies d’Alzheimer et de Parkinson

MNT s’est également entretenu avec le Dr Fahmeed Hyder, professeur de génie biomédical à la Yale School of Medicine, qui n’a pas participé à l’étude, au sujet des implications de l’étude. Il a noté que l’étude ajoute une ligne bien établie de preuves expérimentales suggérant que les neurones métabolisent le glucose à la demande.

Interrogé sur les implications de l’étude, le Dr Rini a ajouté :

« La voie directe du métabolisme du glucose pourrait être une nouvelle cible pour les interventions thérapeutiques dans les maladies du cerveau. Par exemple, si les chercheurs peuvent trouver des moyens d’améliorer l’absorption ou l’utilisation du glucose par les neurones, il pourrait être possible d’améliorer la fonction cérébrale chez les personnes atteintes de troubles neurologiques tels que la MA et la MP.

“Il y a déjà eu plusieurs essais qui ont suggéré cela, les données CTAD 2022 suggèrent que Januvia pourrait être neuroprotecteur dans la MA”, a-t-il expliqué.

Le Dr Charles Munyon a noté, cependant, qu’il n’y a aucune preuve que les résultats auront un impact sur les traitements de la MA ou de la MP.

“S’il est vrai que le métabolisme du glucose diminue dans ces conditions, il s’agit d’un effet secondaire dû à l’accumulation d’amyloïde/tau ou d’alpha-synucléine”, a-t-il déclaré.

“En résumé, d’un point de vue scientifique fondamental, il s’agit d’une étude bien conçue qui a répondu à une question de longue date. En termes d’impact probable sur le traitement médical, je ne vois pas du tout d’impact significatif », a-t-il conclu.