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Les maladies de Huntington, d'Alzheimer, de la SLA et de nombreuses autres maladies neurodégénératives ont un point commun : elles se caractérisent toutes par l'agrégation de protéines (différentes pour chaque maladie) dans les neurones du cerveau et du système nerveux. Des scientifiques du Technion ont découvert que les cellules possèdent les mécanismes nécessaires pour éliminer ces agrégats, mais qu'elles ne parviennent pas à les activer. Leur étude a été publiée récemment dans Nature Communications.

Les protéines sont les blocs de construction et les unités fonctionnelles de notre corps. Chaque fois que le corps a besoin de faire quelque chose, des protéines spécifiques sont générées pour l'accomplir. Pour ce faire, le code de la protéine particulière est lu dans l'ADN, et la protéine est construite à partir de sous-unités appelées acides aminés. Elle est ensuite repliée dans la forme 3D qu'elle doit prendre. D'autres protéines, appelées "chaperons", aident à ce processus de repliement.

Les agrégats se forment lorsque certaines protéines se forment de manière incorrecte. Au lieu de remplir la fonction qu'elles sont censées remplir, elles s'attachent les unes aux autres, créant des amas volumineux qui sont non seulement inutiles, mais qui perturbent également la fonctionnalité normale des cellules. Kinneret Rozales, étudiant en doctorat, et Amal Younis, étudiant en médecine et en doctorat, travaillant au sein du groupe de recherche du professeur Reut Shalgi, ont examiné comment les cellules réagissent aux agrégats qui se forment en leur sein.

Comment pouvons-nous savoir ce que ressent une cellule ? Nous ne pouvons pas lui demander si elle est heureuse ou si elle souffre. Mais nous pouvons examiner les gènes que la cellule exprime. Nous savons que la cellule activerait certains gènes lorsqu'elle ressent du stress. En revanche, si tout va bien, ces gènes ne seront pas activés.

Une partie de ce que fait la cellule en réponse au stress consiste à activer des chaperons spécifiques, dans le but de corriger ou d'éliminer les protéines mal repliées. Mais quels chaperons sont activés ? Et lesquels sont nécessaires pour résoudre le problème ? Un grand nombre de chaperons différents sont codés dans l'ADN humain. Rozales et Younis ont examiné 66 d'entre eux dans des cellules présentant des agrégats de protéines associés à la maladie de Huntington ou à la SLA. Ils ont constaté que certaines chaperonnes ne faisaient qu'aggraver la situation. Mais, de manière assez surprenante, ils ont également trouvé des chaperons capables d'éliminer les agrégats, guérissant ainsi la cellule. Les outils permettant de guérir la maladie sont déjà en nous, codés par notre propre ADN !

Pourquoi alors, si les chaperons nécessaires existent, ne guérissent-ils pas les cellules des patients avant que les neurones ne dégénèrent ? "Il ne suffit pas que les outils existent dans la boîte à outils de la cellule", a déclaré le professeur Shalgi. "La cellule doit se rendre compte qu'il y a un problème, puis elle doit savoir lequel des nombreux outils dont elle dispose, elle doit utiliser pour résoudre le problème."

Malheureusement, le groupe a découvert que c'est là que se situe le goulot d'étranglement. Dans les cellules présentant des agrégats de protéines associés à la maladie de Huntington, les cellules ont détecté un problème et ont activé certains chaperons de réponse au stress, mais pas les bons. Les cellules ne savaient pas ce qui causait le stress, ni ce qu'elles devaient faire pour corriger la situation. Avec les agrégats associés à la SLA, la situation était encore pire : les cellules ne réalisaient pas du tout qu'elles devaient activer les chaperons et ne montraient aucun signe de stress.

"La cellule est un système complexe", a déclaré le professeur Shalgi pour expliquer ces résultats surprenants. "Pensez à votre ordinateur : lorsque quelque chose ne va pas, vous ne vous en rendez parfois pas compte au début. Il réagit peut-être un peu plus lentement qu'avant, ou bien il envoie un message d'erreur que vous ignorez et oubliez. Lorsque vous vous rendez compte que quelque chose ne va pas - sous la forme d'un écran bleu ou d'un refus de démarrer, vous, ou un technicien en votre nom, tentez de diagnostiquer et de résoudre le problème. Parfois, la solution est trouvée immédiatement, mais d'autres fois, il s'agit de quelque chose que vous n'avez jamais rencontré auparavant, et vous ne savez pas quel pilote doit être installé, ou quelle pièce de matériel doit être remplacée. Il en va de même pour nos cellules : elles ne se rendent pas toujours compte qu'il y a un problème ou ne savent pas comment le résoudre, même si elles disposent des outils pour le faire. La bonne nouvelle est que, puisque la capacité existe, nous espérons que de futurs traitements pourront être mis au point pour l'activer et utiliser les propres outils du corps pour guérir ces maladies neurodégénératives débilitantes."

L'étude a été réalisée en collaboration avec le Berlin Lab de la faculté de médecine Rappaport et soutenue par la Fondation israélienne pour la science (ISF), le CER, le Prince Center for Neurodegenerative Disorders et l'Institut Rappaport.

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