Les mitochondries « rajeunissantes » pourraient aider à combattre les protéines toxiques dans…

Les mitochondries « rajeunissantes » pourraient aider à combattre les protéines toxiques dans…

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Crédit image : Les chercheurs ont utilisé des modèles de vers pour comprendre pourquoi les protéines s'agglutinent de manière nocive, ce qui a été associé à la maladie d'Alzheimer. Crédit image : Frazao Studio Latino/Getty Images.

  • L'hypothèse actuellement admise est que l'agglutination de certaines protéines dans le cerveau est un facteur déterminant de la maladie d'Alzheimer.
  • Des chercheurs du Buck Institute for Research de Novato, en Californie, affirment désormais qu'il existe d'autres protéines dans ces amas cérébraux qui ont été largement ignorées jusqu'à présent et qui pourraient également jouer un rôle dans le développement de cette forme de démence.
  • En utilisant un modèle de ver, les scientifiques ont découvert que le processus naturel de vieillissement et la bêta-amyloïde conduisent certaines protéines à devenir insolubles.
  • Les chercheurs ont utilisé un composé pour améliorer la qualité de la santé mitochondriale des protéines devenues insolubles, contribuant ainsi à retarder les effets toxiques de la bêta-amyloïde.

Bien que les scientifiques ne connaissent pas encore la cause exacte de la maladie d'Alzheimer, la plupart conviennent que l'agglutination de certaines protéines – bêta-amyloïde et tau – dans le cerveau caractérise la maladie.

“La caractéristique unificatrice des maladies neurodégénératives du vieillissement est l'accumulation de gros amas de protéines dans le cerveau que nous appelons des agrégats de protéines insolubles”, Edward Anderton, PhD, chercheur postdoctoral au Buck Institute for Research on Aging en Californie et co-premier auteur. d'une étude récemment publiée dans la revue GeroScience, a expliqué à Medical News Today.

« Dans la maladie d'Alzheimer, le [beta-amyloid] les protéines forment des agrégats appelés plaques, et ceux-ci sont étroitement associés aux zones de mort neuronale et d’inflammation cérébrale provoquant des maladies », a-t-il noté.

Cependant, a ajouté Anderton, ces plaques contiennent des centaines de protéines supplémentaires qui ont été largement ignorées jusqu'à présent.

C'est pour cette raison que lui et d'autres chercheurs du Buck Institute for Research on Aging en Californie ont décidé d'examiner comment l'accumulation de protéines insolubles, en général, pourrait accélérer la maladie d'Alzheimer.

À l’aide d’un modèle de ver, les scientifiques ont découvert que le processus naturel de vieillissement et la bêta-amyloïde conduisaient d’autres protéines à devenir insolubles.

Les chercheurs ont ensuite utilisé un composé pour améliorer la qualité de la santé mitochondriale des protéines devenues insolubles, retardant ainsi efficacement les effets toxiques de la bêta-amyloïde.

Les mitochondries, les centrales électriques de la cellule, sont récemment devenues un point central de la recherche sur la maladie d'Alzheimer, alors que les scientifiques tentent de voir si la « réparation » des mitochondries qui cessent de fonctionner correctement avec l'âge pourrait aider à préserver la santé du cerveau.

Qu’est-ce que l’agglutination des protéines ?

Selon Manish Chamoli, PhD, chercheur au Buck Institute for Research on Aging en Californie et co-premier auteur de cette étude, les protéines sont comme de minuscules machines dans nos cellules qui doivent avoir une forme spécifique pour fonctionner correctement.

“Imaginez si vous aviez une clé qui était pliée et ne rentrait plus dans sa serrure – c'est similaire à ce qui se produit lorsque les protéines perdent leur forme”, a expliqué Chamoli à MNT. « Ces protéines déformées commencent à se coller les unes aux autres et forment des agrégats de protéines insolubles. Les protéines peuvent perdre leur forme en raison de divers facteurs comme le stress, le vieillissement ou des dommages.

“Nos cellules ont développé des moyens soit de replier les protéines pour leur donner la forme correcte, soit de les dégrader lorsqu'elles sont trop endommagées pour être repliées”, a-t-il poursuivi.

Cependant, dans des conditions telles que la maladie d'Alzheimer, le cerveau n'élimine pas correctement ces protéines.

“Dans les organismes de laboratoire, tels que le ver microscopique Caenorhabditis elegans, notre laboratoire et d'autres laboratoires du monde entier ont observé qu'à mesure que ces vers vieillissent, ils accumulent des amas de protéines insolubles”, nous a expliqué Chamoli.

“De même, il est bien établi que le cerveau des patients atteints de la maladie d'Alzheimer accumule des agrégats de protéines”, a-t-il ajouté.

Pourquoi les protéines s’agglutinent-elles dans le cerveau ?

Comme les protéines insolubles s'accumulent dans le cerveau au cours d'un vieillissement normal sans maladie, Chamoli, Anderton et leur équipe ont voulu savoir quel était le lien entre les amas de protéines cérébrales lors du vieillissement normal et la maladie d'Alzheimer.

À l’aide d’un modèle de ver, les scientifiques ont découvert que la bêta-amyloïde provoque une insolubilité massive dans d’autres protéines, en particulier dans un sous-ensemble de protéines que les chercheurs appellent « le protéome insoluble central ».

Selon les chercheurs, les protéines insolubles trouvées dans le protéome insoluble central ont déjà été associées à d'autres maladies neurodégénératives, notamment la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington.

“Les données suggèrent que le protéome insoluble pourrait jouer un rôle causal dans la pathogenèse de la maladie d'Alzheimer”, a déclaré Anderton. « Par exemple, les extraits de protéines insolubles d’animaux âgés mais pas jeunes accélèrent l’agrégation des [beta-amyloid].»

« Nous nous sommes demandé si l’inverse était également vrai : est-ce que [beta-amyloid] à l'origine de l'insolubilité des protéines qui ont tendance à s'agréger au cours du vieillissement ? Nos données sont cohérentes avec l'idée selon laquelle [beta-amyloid] et les changements liés à l'âge interagissent dans un cycle de réaction destructeur, conduisant à une accélération de l'insolubilité des protéines dans la maladie d'Alzheimer.

– Edward Anderton, Ph.D.

L’amélioration de la santé des mitochondries peut-elle empêcher la formation d’agrégats toxiques ?

Ensuite, les chercheurs ont voulu trouver un moyen d’inverser potentiellement la manière dont la bêta-amyloïde contribue à l’insolubilité des protéines.

Comme de nombreuses protéines mitochondriales deviennent insolubles au cours du vieillissement naturel et de l'influence de la bêta-amyloïde, ils ont émis l'hypothèse que l'amélioration de la qualité des protéines mitochondriales pourrait inverser certains des effets négatifs de la bêta-amyloïde.

“Les mitochondries contiennent un complexe spécialisé de protéines productrices d'énergie appelé chaîne de transport d'électrons, qui est le principal moyen par lequel nos cellules utilisent la nourriture pour produire de l'énergie”, a déclaré Chamoli. « Nous avons découvert que les protéines de la chaîne de transport d’électrons devenaient insolubles lorsque nous les exposions à des substances chimiques. [beta-amyloid].»

« On sait depuis un certain temps que les mitochondries peuvent être affectées négativement par [beta-amyloid] mais nous montrons que cela est probablement dû à l’insolubilité des protéines », a-t-il poursuivi. « Heureusement, les cellules possèdent un moyen de recycler les mitochondries endommagées grâce à un processus appelé mitophagie. Notre laboratoire et d’autres étudient une petite molécule qui stimule la mitophagie pour rajeunir les mitochondries.

Pour ce faire, ils ont choisi l’urolithine A, un composé métabolite présent dans le microbiome intestinal. Les grenades, les noix, les fraises, les framboises, les graines de chia, les graines de chanvre et les amandes sont tous des aliments riches en urolithine A.

“Nous avons estimé que l'utilisation d'une approche pharmacologique pour éliminer les protéines insolubles des mitochondries pourrait prévenir certains des effets toxiques de [beta-amyloid] et c'est exactement ce que nous avons découvert », a déclaré Anderton.

Potentiel de nouvelles interventions thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer

MNT s'est également entretenu avec Verna R. Porter, MD, neurologue certifiée et directrice de la démence, de la maladie d'Alzheimer et des troubles neurocognitifs au Pacific Neuroscience Institute de Santa Monica, en Californie, à propos de cette étude.

Porter, qui n'a pas participé à la recherche, a déclaré que ces résultats suggèrent que la bêta-amyloïde contribue probablement à l'insolubilité généralisée des protéines, affectant particulièrement les protéines mitochondriales, et que cette insolubilité reflète les changements observés au cours du vieillissement.

“La découverte selon laquelle le ciblage de la santé mitochondriale peut atténuer certains de ces effets du vieillissement suggère une nouvelle approche potentielle pour lutter contre la maladie d'Alzheimer”, a-t-elle ajouté.

Porter a déclaré qu'avec les résultats de l'étude indiquant que l'amélioration de la santé mitochondriale peut inverser certains effets négatifs de la toxicité de la bêta-amyloïde, cela pourrait ouvrir la voie à plusieurs interventions potentielles, notamment des approches pharmacologiques, des suppléments nutritionnels et des modifications du mode de vie.

“Il serait intéressant de mener des essais cliniques pour tester l'efficacité des composés améliorant la santé mitochondriale chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, y compris des composés comme l'urolithine A et d'autres amplificateurs mitochondriaux”, a poursuivi Porter.

« Une exploration plus approfondie des mécanismes par lesquels [beta-amyloid] perturbe la fonction mitochondriale et conduit à l’insolubilité des protéines, cela pourrait aider à élucider ces voies, révélant ainsi des cibles thérapeutiques potentielles supplémentaires », a-t-elle noté.

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