L’autophagie (qui signifie « se manger soi-même ») est un mécanisme qui permet aux cellules d’éliminer leurs propres constituants, notamment les substances indésirables qui ont pu pénétrer dans l’organisme. Des chercheurs de l’université de Californie à Riverside viennent de découvrir que l’autophagie n’est pas optimale chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, pointant du doigt ce dysfonctionnement comme l’une des potentielles causes de la maladie.
D’après cette nouvelle étude, le ralentissement de la capacité des cellules à se nettoyer elles-mêmes serait la cause probable de l’accumulation de protéines toxiques (appelées agrégats) dans le cerveau. Or, selon les théories les plus répandues, ces agrégats seraient la principale cause de la démence, apparaissant à un certain stade d’évolution de la maladie d’Alzheimer.
Outre les signes de démence, les médecins posent un diagnostic définitif de la maladie d’Alzheimer s’ils trouvent une combinaison de deux éléments dans le cerveau : des plaques amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires. Pour rappel, les plaques sont une accumulation de protéines bêta-amyloïde, et les enchevêtrements sont principalement constitués d’une protéine appelée tau. Le tout provoque la mort des cellules cérébrales et une atrophie progressive du cerveau.
Pour cette étude, les chercheurs de l’université de Californie à Riverside sont partis du constat qu’environ 20% des personnes présentent des plaques, mais aucun signe de démence… Ce qui laisserait penser que la présence des plaques ne serait pas la cause de la maladie et qu’elle ne signifierait pas nécessairement qu’une personne présentera des symptômes majeurs de déficience cognitive.
L’isomérisation de la protéine tau à l’origine de la différence
Afin de comprendre le mécanisme à l’origine des plaques et des enchevêtrements, le professeur Ryan Julian et ses collègues ont alors étudié l’isomérisation de la protéine tau, à savoir les différentes formes que peut prendre la molécule : un isomère est une même molécule avec une orientation tridimensionnelle différente de l’originale. Les mains, par exemple, sont des isomères, car elles sont des images miroirs et pas des copies exactes.
Pour ce projet, les chercheurs ont analysé toutes les protéines contenues dans des échantillons de cerveaux atteints ou non par la maladie. Ceux qui présentaient des accumulations cérébrales, mais pas de démence avaient des protéines tau normales, tandis qu’une forme différente de tau a été trouvée chez ceux qui avaient développé des plaques ou des enchevêtrements, ainsi qu’une démence.
L’examen a révélé une relation frappante entre le statut de la maladie d’Alzheimer et l’isomérisation de l’acide aspartique dans un peptide de tau. Par rapport aux témoins, une augmentation surprenante de l’abondance des isomères a été constatée dans les échantillons liés à la maladie d’Alzheimer.
L’autophagie : mécanisme protecteur
Il faut savoir que la plupart des protéines de l’organisme ont une demi-vie de moins de 48 heures. Toutefois, si la protéine reste en place trop longtemps, certains acides aminés peuvent se convertir en isomère inversé. « Si vous essayez de mettre un gant de droitier sur votre main gauche, cela ne fonctionne pas très bien. C’est un problème similaire en biologie : les molécules ne fonctionnent pas comme elles le devraient au bout d’un certain temps, car un gant pour gaucher peut se transformer en un gant pour droitier, qui ne convient pas », a déclaré dans un communiqué le professeur Julian.
Chez les personnes saines, l’autophagie permet ainsi d’éliminer des cellules usées ou défectueuses. Lors de cette étude, les scientifiques ont constaté des différences compatibles avec une réduction du flux autophagique dans les échantillons liés à la maladie d’Alzheimer, par rapport aux témoins. Ces résultats suggèrent, mais ne démontrent pas de manière concluante, qu’un flux autophagique plus faible peut être fortement associé à la perte de fonction dans les cerveaux atteints d’Alzheimer.
Des traitements sont déjà à l’essai pour améliorer l’autophagie et certains candidats comprennent des médicaments existants pour les maladies cardiovasculaires et d’autres pathologies. Avant cela, de précédentes études ont présenté l’exercice physique et le jeûne alimentaire comme bénéfiques pour induire l’autophagie.
Ces mesures, ainsi que les traitements médicamenteux, pourraient à terme contribuer à prévenir la maladie. « Si un ralentissement de l’autophagie est la cause sous-jacente, les mesures qui l’augmentent devraient avoir un effet bénéfique opposé », a déclaré Julian.