La prostaglandine F2α, un médicament couramment utilisé pour déclencher le travail chez les femmes enceintes, réactive le processus d’élimination des déchets cérébraux s’accumulant avec le vieillissement, selon une étude. Lors d’essais sur des souris âgées, l’efficacité d’évacuation du liquide céphalo-rachidien « sale » a été rétablie au même niveau que celui des jeunes souris.
Décrit pour la première fois en 2012, le système glymphatique est un système unique assurant l’élimination des déchets au niveau du cerveau. Il se charge notamment de l’épuration du liquide céphalorachidien (LCR), qui accumule des excès de protéines et d’autres métabolites naturellement générés par les neurones en activité. Ce processus permet également d’éliminer les antigènes et les molécules toxiques accumulés dans le LCR, en cas d’infection ou de pathologie neurodégénérative.
Le système glymphatique est régi par les lymphangions, de minuscules structures en forme de pompe situées dans l’espace périvasculaire à la base du cou. « Contrairement au système cardiovasculaire qui possède une seule grosse pompe, le cœur, le liquide du système lymphatique est transporté par un réseau de minuscules pompes », explique dans un communiqué Douglas Kelley de la Hajim School of Engineering and Applied Sciences de l’Université de Rochester. Le processus d’épuration s’effectue entre autres par le biais d’un échange de LCR entre ces structures et les extrémités des astrocytes (des cellules en forme d’étoiles régulant l’environnement chimique du cerveau).
Ces pompes disposent de valves qui se contractent de manière synchronisée pour acheminer le LCR et pour l’empêcher de refluer. Une fois évacué, le liquide chargé de déchets est ensuite transporté vers les reins par le biais du système lymphatique, où il est traité à l’instar de l’urée et des autres déchets de l’organisme.
Des études ont montré que le système glymphatique s’affaiblit et devient moins efficace avec l’âge. Il a alors été suggéré que le dysfonctionnement glymphatique dû au vieillissement pourrait être impliqué dans les maladies neurodégénératives telles qu’Alzheimer et Parkinson. Ces pathologies sont en effet caractérisées par l’accumulation de protéines toxiques (comme la protéine bêta-amyloïde et la protéine tau) dans le cerveau, ce qui pourrait indiquer une perte d’efficacité du système glymphatique.
D’autre part, les vaisseaux lymphatiques chez les personnes âgées ont un diamètre réduit et des ramifications désordonnées peuvent perturber le drainage glymphatique en amont. Il a été suggéré que la restauration de la fonction glymphatique pourrait inverser l’accumulation pathologique de molécules toxiques au niveau du cerveau. Cependant, bien qu’il ait été montré que la perturbation de cette fonction peut être impliquée dans les pathologies neurodégénératives, ses caractéristiques hydrodynamiques n’ont jusqu’à présent jamais été étudiées in vivo.
Dans le cadre de la nouvelle étude, récemment publiée dans la revue Nature Aging, Kelley et ses collègues ont utilisé des techniques d’imagerie avancées afin de décrire pour la première fois le cheminement du LCR au niveau du système glymphatique, chez des modèles murins. Ils ont également exploré la manière dont ses fonctions pourraient être restaurées dans le but d’inverser les effets du vieillissement.
Une efficacité d’épuration équivalente à celle des souris jeunes
Afin de suivre les flux de LCR à travers le système glymphatique, l’équipe de la nouvelle étude a développé une technique d’imagerie optique à deux photons. Un marqueur de LCR (2P-OPTIC) a été utilisé pour suivre les mouvements des particules au niveau des vaisseaux lymphatiques cervicaux superficiels et profonds des souris. Cela a permis de caractériser en détail les flux de liquide sortant par le biais des systèmes de pompage des lymphangions.
Les chercheurs ont constaté que la fréquence de contraction des valves des lymphangions diminuait à mesure que les souris vieillissaient, rendant ainsi le système glymphatique défaillant. Chez les jeunes souris, la vitesse d’évacuation du LCR était 63 % plus élevée que chez celles âgées.
L’équipe a ensuite cherché à savoir s’il était possible de réactiver les valves des lymphangions en utilisant de la prostaglandine F2α. Il s’agit d’un médicament hormonal favorisant la contraction des muscles lisses et habituellement utilisé pour déclencher le travail chez les femmes enceintes. La paroi des lymphangions est tapissée de cellules musculaires lisses. En outre, ces vaisseaux sont idéalement situés près de la surface de la peau, ce qui a permis d’administrer le médicament (une crème topique) par voie cutanée.
Il a été constaté que la fréquence de contraction des lymphangions ainsi que la vitesse d’évacuation du LCR ont augmenté chez les souris âgées suite à l’application du médicament. L’efficacité d’évacuation était d’ailleurs similaire à celle des souris plus jeunes.
« Cette recherche montre que la restauration de la fonction des vaisseaux lymphatiques cervicaux peut considérablement augmenter l’élimination des déchets du cerveau associés à l’âge », affirme Kelley. « De plus, cela a été accompli avec un médicament déjà utilisé en clinique, offrant une stratégie de traitement potentielle [pour les maladies neurodégénératives] », suggère-t-il. Cette approche pourrait en effet être combinée à d’autres interventions et pourrait potentiellement devenir une option de traitement complémentaire.