Le sang jeune peut-il rajeunir le cerveau d'un vieil animal ?
Quelque chose dans le sang des personnes âgées est mauvais pour le cerveau. Le plasma provenant de vieilles souris ou d’êtres humains aggrave la cognition et les indicateurs biologiques de la santé du cerveau lorsqu’il est perfusé à de jeunes souris. À l’inverse, le plasma de jeunes souris (ou d’humains) régénère les cerveaux âgés.
Rajeunir le cerveau en bloquant une protéine
Une grande partie de ces recherches a été réalisée par le groupe de neurobiologistes Tony Wyss-Coray de l’Université de Stanford, qui s’intéresse aux composants du sang qui pourraient en être responsables. Une étude précédente avait identifié une protéine, qui diminue avec l’âge, qui a de puissants effets bénéfiques. Cette protéine peut passer du sang au cerveau, mais Wyss-Coray s’est demandé comment certaines molécules contenues dans le sang «arrivent» au cerveau. Doivent-elles interagir directement avec les neurones ou peuvent-elles communiquer indirectement via la barrière hémato-encéphalique?
Pour enquêter, l’équipe de Wyss-Coray a essayé une nouvelle approche dans sa dernière étude , publiée le 13 mai dans Nature Medicine.. «Nous avons pensé que la manière la plus évidente pour le plasma d’interagir avec le cerveau passe par les vaisseaux sanguins», explique Wyss-Coray. «Nous avons donc examiné les protéines qui changent avec l’âge et qui avaient un lien avec le système vasculaire.», explique Wyss-Coray.
Une protéine de plus en plus abondante, la VCAM1, est ressortie et l’équipe a montré qu’elle semblait jouer un rôle important dans les effets de sang âgé sur le cerveau. Les mesures biologiques et cognitives ont indiqué que bloquer la VCAM1 empêchait non seulement le vieux plasma d’endommager le cerveau des jeunes souris, mais pouvait même inverser les déficits chez les souris âgées.
Ce travail a des implications importantes pour le déclin cognitif lié à l’âge et les maladies du cerveau. «Le dysfonctionnement cognitif lié au vieillissement est l’un de nos plus grands défis biomédicaux et nous n’avons aucun traitement médical efficace.», déclare Dena Dubal, neuroscientifique de l’Université de Californie à San Francisco, qui n’a pas été impliqué dans cette étude. «C’est un domaine d’investigation si important. cela a des implications énormes.
Les chercheurs ont d’abord vérifié si l’augmentation du nombre de VCAM1 en circulation avec l’âge était également accompagnée d’une plus grande quantité de cette protéine liée aux cellules, ce qui a été le cas pour environ 5% des cellules endothéliales du cerveau.
Ils ont ensuite inspecté ces cellules
Ils ont ensuite utilisé une technologie de pointe de séquençage génétique «unicellulaire» pour inspecter ces cellules, en découvrant qu’elles contenaient de nombreux récepteurs pour les protéines pro-inflammatoires, appelées cytokines. «C’est comme si ces cellules qui expriment la VCAM1 sont un type de capteur de l’environnement sanguin», explique Wyss-Coray.
Un autre indicateur est une baisse d’activité liée à la formation de nouvelles cellules cérébrales dans l’hippocampe, une région cérébrale impliquée dans la mémoire et l’une des rares régions supposées produire de nouvelles cellules à l’âge adulte. L’équipe a utilisé deux techniques pour bloquer VCAM1: l’une d’elles supprimait génétiquement la protéine du cerveau de la souris.
Une autre a injecté un anticorps qui se lie à cette dernière afin d’empêcher toute autre fixation. Les deux méthodes ont permis d’éviter les signes de vieillissement du cerveau chez les jeunes souris infusées avec du vieux plasma et d’inverser les marqueurs qui existent dans le cerveau des souris âgées. Les chercheurs ont ensuite soumis des souris à des tests d’apprentissage et de mémoire. Dans l’un d’eux, qui consistait à rappeler lequel de plusieurs trous était sans danger. «Les souris âgées semblaient redevenir jeunes quant à leur capacité à apprendre et à se souvenir, ”explique Dubal. « C’est remarquable. »
La théorie qui explique cet effet
La théorie sur ce qui se passe est que les cytokines dans le sang âgé déclenchent d’abord les cellules endothéliales du cerveau pour produire plus de VCAM1. Lorsque les leucocytes se fixent ensuite à cette protéine, les cellules signalent au cerveau d’activer la microglie. Cela crée un environnement enflammé qui ralentit les cellules souches impliquées dans la formation de nouveaux neurones.
«Ce qu’ils montrent ici, c’est que la barrière hémato-encéphalique n’est pas statique et peut détecter des changements dans le sang, puis transmettre ces signaux au cerveau, lui disant de devenir plus enflammée», explique Richard Daneman, neuropharmacologue à l’Université de Californie à San Diego. Empêcher les leucocytes d’interagir avec la VCAM1 empêche cette signalisation et protège ainsi, voire inverse, les effets du vieux sang.
«On a vraiment le sentiment, à la lecture de ceci, qu’un progrès important a été fait [non seulement] dans la découverte des sciences fondamentales, mais aussi [en indiquant un] nouveau chemin thérapeutique pour l’un de nos problèmes les plus dévastateurs», soutient Dubal.
La mise en garde principale ici est qu’il reste à voir si ces résultats chez la souris peuvent être reproduits sous la forme de thérapies humaines efficaces, mais il y a des raisons d’être optimiste. Le plasma humain a également été utilisé chez les souris. « Cela améliore la pertinence pour l’homme », dit Dubal, « et la VCAM1 soluble, chez l’homme, comme chez la souris, augmente avec le vieillissement.
Nous ne le saurons pas avant de l’avoir testé, mais c’est vraiment prometteur. »L’équipe prévoit de tester un anticorps anti-VCAM1 chez des personnes dont la cognition diminue après un AVC, peut-être à cause d’une réponse immunitaire. «J’espère que nous pourrons récupérer ou prévenir certains de ces déficits cognitifs et récupérer des fonctions après un AVC», a déclaré Wyss-Coray.
Le Tysabri pourrait être utilisé pour inhiber la VCAM1
De nombreux anticorps existent déjà. «Les anticorps VCAM1 ont été développés par de nombreuses entreprises pharmaceutiques», explique Wyss-Coray. «Ils n’ont pas poursuivi les tests une fois que le Tysabri a été approuvé, mais il pourrait être ressuscité et testé. Nous pourrions traduire cela assez rapidement, car c’est une cible facilement accessible et il existe un précédent pour cibler cette voie. »
Source : Scientific American
Crédit photo : Pixabay