Des scientifiques révèlent comment l’exercice protège le cerveau de la maladie d’Alzheimer
Des chercheurs de l’UC San Francisco ont identifié un processus biologique qui pourrait expliquer pourquoi l’exercice aiguise la pensée et la mémoire. Leurs résultats suggèrent que l’activité physique renforce le système de défense intégré du cerveau, aidant ainsi à le protéger des dommages liés à l’âge.
À mesure que les gens vieillissent, la barrière hémato-encéphalique devient plus fragile. Ce réseau dense de vaisseaux sanguins protège normalement le cerveau des substances nocives circulant dans la circulation sanguine. Cependant, avec le temps, il peut y avoir des fuites, permettant à des composés nocifs de pénétrer dans les tissus cérébraux. Le résultat est une inflammation, liée au déclin cognitif et couramment observée dans des troubles tels que la maladie d’Alzheimer.
Il y a plusieurs années, l’équipe de recherche a découvert que les souris qui faisaient de l’exercice produisaient des taux plus élevés d’une enzyme appelée GPLD1 dans leur foie. La GPLD1 semblait rajeunir le cerveau, mais il restait un mystère. L’enzyme elle-même ne peut pas pénétrer dans le cerveau, ce qui laisse les scientifiques incertains de la manière dont elle apporte ses bienfaits cognitifs.
La nouvelle recherche apporte une réponse.
Comment GPLD1 réduit l’inflammation cérébrale
Les scientifiques ont découvert que GPLD1 influence une autre protéine connue sous le nom de TNAP. À mesure que les souris vieillissent, le TNAP s’accumule dans les cellules qui forment la barrière hémato-encéphalique. Cette accumulation affaiblit la barrière et augmente les fuites. Lorsque les souris font de l’exercice, leur foie libère de la GPLD1 dans la circulation sanguine. L’enzyme se déplace vers les vaisseaux sanguins entourant le cerveau et élimine le TNAP de la surface de ces cellules, aidant ainsi à restaurer l’intégrité de la barrière.
“Cette découverte montre à quel point le corps est pertinent pour comprendre comment le cerveau décline avec l’âge”, a déclaré Saul Villeda, PhD, directeur associé de l’Institut de recherche sur le vieillissement UCSF Bakar.
Villeda est l’auteur principal de l’article, publié dans la revue Cellule le 18 février.
Identifier le rôle du TNAP dans le déclin cognitif
Pour déterminer comment GPLD1 exerce ses effets, l’équipe s’est concentrée sur ce que l’enzyme fait le mieux. GPLD1 coupe des protéines spécifiques de la surface des cellules. Les chercheurs ont recherché des tissus contenant des protéines pouvant servir de cibles et ont soupçonné que certaines de ces protéines pourraient s’accumuler avec l’âge.
Les cellules de la barrière hémato-encéphalique se sont démarquées car elles portaient plusieurs cibles possibles de GPLD1. Lorsque les scientifiques ont testé ces protéines en laboratoire, une seule a été éliminée par GPLD1 : TNAP.
D’autres expériences ont confirmé l’importance du TNAP. Les jeunes souris génétiquement modifiées pour produire un excès de TNAP dans la barrière hémato-encéphalique ont présenté des problèmes de mémoire et de cognition similaires à ceux observés chez les animaux plus âgés.
Lorsque les chercheurs ont réduit les niveaux de TNAP chez des souris de 2 ans – ce qui équivaut à 70 années humaines – la barrière hémato-encéphalique est devenue moins perméable, l’inflammation a diminué et les animaux ont obtenu de meilleurs résultats aux tests de mémoire.
“Nous avons pu exploiter ce mécanisme tard dans la vie, pour les souris, et cela fonctionnait toujours”, a déclaré Gregor Bieri, PhD, chercheur postdoctoral au laboratoire de Villeda et co-premier auteur de l’étude.
Implications pour la maladie d’Alzheimer et le vieillissement cérébral
Les résultats suggèrent que le développement de médicaments capables de réduire les protéines telles que le TNAP pourrait offrir une nouvelle stratégie pour restaurer la barrière hémato-encéphalique, même après qu’elle ait été affaiblie par le vieillissement.
“Nous découvrons des éléments biologiques que la recherche sur la maladie d’Alzheimer a largement négligés”, a déclaré Villeda. “Cela pourrait ouvrir de nouvelles possibilités thérapeutiques au-delà des stratégies traditionnelles qui se concentrent presque exclusivement sur le cerveau.”
Auteurs : Les autres auteurs de l’UCSF sont Karishma Pratt, PhD ; Yasuhiro Fuseya, MD, PhD ; Turan Aghayev, MD; Juliana Sucharov ; Alana Horowitz, Ph.D. ; Ambre Philp, PhD ; Karla Fonseca-Valence, diplômée ; Rebecca Chu ; Maçon Phan ; Laura Remesal, Ph.D. ; Andrew Yang, Ph.D. ; et Kaitlin Casaletto, PhD. Pour tous les auteurs, voir l’article.
Financement : L’étude a été financée en partie par les National Institutes of Health (AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720) ; Fondation Simons; Fondation de la famille Bakar ; Fonds pour guérir la maladie d’Alzheimer ; Fondation Hillblom ; Fondation Glenn ; JSPS ; Bourse postdoctorale japonaise en biochimie ; Fondation pour la sclérose en plaques ; Frontières de la recherche médicale ; Fédération américaine pour la recherche sur le vieillissement ; Fondation nationale de la science ; Institut de recherche sur le vieillissement Bakar ; Marc et Lynne Benioff.
