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Les troubles neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique (SLA) touchent tous le cerveau. Elles peuvent occasionner des problèmes allant de la démence à la paralysie.
«Le projet RobustSynapses a répondu à l’un des plus grands besoins insatisfaits de la médecine, à savoir l’absence de traitements pour toutes ces importantes conditions neurodégénératives», explique Patrik Verstreken, chercheur principal de RobustSynapses, par ailleurs directeur scientifique et chef de groupe au VIB Center for Brain & Disease Research de KU Leuven, en Belgique. «Pour répondre à ce défi, nous souhaitions nous concentrer sur ce qui se passe lors des tous premiers stades de ces maladies.»
Des traitements plus efficaces
Le projet RobustSynapses, financé par l’UE, s’est plus spécifiquement intéressé aux synapses. Ces petites connexions, qui existent entre les terminaisons des cellules nerveuses du cerveau, permettent de transmettre des signaux d’un neurone à un autre. Les synapses sont par conséquent essentielles à la fonction cérébrale. Elles sont également souvent le premier site à être touché lors de la progression des maladies neurodégénératives.
Dans le cadre de ce projet soutenu par le Conseil européen de la recherche, Patrik Verstreken souhaitait parvenir à mieux comprendre le fonctionnement exact de ces synapses, et les éléments susceptibles de créer un dysfonctionnement. Il postulait que ces connaissances permettraient aux professionnels de la santé d’identifier un jour la progression de la maladie à un stade plus précoce, et d’être en mesure d’intervenir plus efficacement. Cela pourrait ouvrir la voie à des traitements plus efficaces, et permettrait de soulager les futurs problèmes des patients.
L’équipe du projet a commencé par étudier l’activité synaptique des drosophiles, en appliquant des méthodes d’édition génomique innovantes. «Nous avons découvert qu’il existe des mécanismes spécifiques au sein des synapses qui s’avèrent nécessaires pour éliminer les débris dysfonctionnels», ajoute Patrik Verstreken. «Si ce processus se bloque, les synapses ne fonctionnent plus, ce qui occasionne des problèmes.»
Par la suite, l’équipe a appliqué les résultats in vitro à des neurones humains, issus de cellules cutanées de patients. La combinaison de ces approches a permis à l’équipe du projet d’étudier dans un premier temps les processus synaptiques en direct, puis de confirmer, ou d’infirmer, leurs découvertes dans des cellules nerveuses humaines.
Une découverte cruciale, confirmée par ces deux approches, a été que les problèmes au sein des synapses étaient causés par un processus appelé «autophagie synaptique». Patrik Verstreken est convaincu que cette découverte est susceptible de créer de nouvelles opportunités pour des cibles thérapeutiques dans le traitement des troubles neurologiques. «L’une de nos innovations les plus satisfaisantes a été de pouvoir développer des outils qui interfèrent avec les défaillances induites par ce processus au niveau des contacts synaptiques, notamment le déclin cognitif», indique-t-il. «Nous poursuivons ces recherches dans l’espoir de développer de véritables interventions thérapeutiques.»
Des opportunités de recherche stimulantes
Ces travaux se poursuivent à un rythme soutenu au sein du laboratoire de Patrik Verstreken. «Dans un premier temps, nous utilisons des approches monocellulaires pour déterminer les cellules les plus touchées par les processus synaptiques que nous avons dévoilés», explique-t-il. «L’une de nos découvertes les plus stimulantes a été d’identifier la raison pour laquelle les patients atteints de la maladie de Parkinson souffrent de problèmes de sommeil.»
Patrik Verstreken prévoit de développer cette avenue de recherche particulière à l’avenir, en cherchant d’autres cellules touchées dans le cerveau des patients. Celles-ci pourront ensuite être modélisées dans des systèmes adaptés en laboratoire, que ce soit dans des animaux vivants, comme pour ce projet, ou dans des neurones humains dérivés de cellules cutanées.
«Dans un second temps, comme je l’ai déjà abordé plus tôt, nous avons identifié une méthode pour perturber les effets de “l’autophagie synaptique”», poursuit Patrik Verstreken. «Nous pouvons y parvenir en manipulant des protéines essentielles au processus, et également sources de risques lorsqu’elles mutent chez des patients atteints de la maladie de Parkinson. Nous développons actuellement des outils efficaces à ces fins, en collaboration avec nos partenaires industriels.»
Les opportunités de recherche stimulantes découlant du projet RobustSynapses ont ouvert la voie à de nouvelles approches en matière de maladies neurodégénératives. Étant donné l’absence actuelle de traitements, l’identification de potentielles nouvelles avenues d’interventions thérapeutiques pourrait avoir des répercussions extrêmement positives sur l’humanité. «Cela pourrait représenter un impact gigantesque, si l’on tient compte du nombre important de personnes atteintes de neurodégénérescence», conclut Patrik Verstreken.