Un excès de calcium peut influencer le développement de la maladie de Parkinson

De nouvelles recherches suggèrent que des niveaux excessifs de calcium dans les cellules cérébrales peuvent conduire à la formation d'amas de protéines toxiques qui caractérisent la maladie de Parkinson.

La maladie de Parkinson est l’une des nombreuses maladies neurodégénératives causées lorsque des protéines naturelles se replient dans la mauvaise forme et collent avec d’autres protéines.

Les protéines à leur tour forment finalement des structures en forme de filament minces appelées fibrilles amyloïdes. Ces dépôts amyloïdes d’alpha-synucléine agrégée, également appelés corps de Lewy, sont le signe de la maladie de Parkinson.

Une équipe internationale, dirigée par l’Université de Cambridge, a découvert que le calcium pouvait influencer l’interaction entre les petites structures membraneuses à l’intérieur des terminaisons nerveuses et la protéine associée à la maladie de Parkinson.

Les terminaisons nerveuses sont importantes pour la signalisation neuronale dans le cerveau et le développement de l'alpha-synucléine. Des niveaux excessifs de calcium ou d'alpha-synucléine peuvent être ce qui déclenche la réaction en chaîne qui conduit à la mort des cellules cérébrales.

Les résultats représentent une autre étape vers la compréhension de la manière et des raisons pour lesquelles les gens développent la maladie de Parkinson. Au niveau de la population, environ un adulte sur 350 souffre actuellement de la maladie.

Les résultats de l'étude apparaissent dans la revue Communications de la nature.

Curieusement, on ne savait pas jusqu'à présent ce que l'alpha-synucléine fait réellement dans la cellule, pourquoi elle est là et ce qu'elle est censée faire. Les chercheurs comprennent maintenant que l'alpha-synucléine est impliquée dans divers processus tels que le flux régulier de signaux chimiques dans le cerveau et le mouvement des molécules à l'intérieur et à l'extérieur des terminaisons nerveuses, mais on ne sait pas exactement comment elle se comporte.

«L'alpha-synucléine est une très petite protéine avec très peu de structure, et elle a besoin d'interagir avec d'autres protéines ou structures pour devenir fonctionnelle, ce qui a rendu son étude difficile», a déclaré l'auteur principal, le Dr Gabriele Kaminski Schierle.

Grâce aux techniques de microscopie à super-résolution, il est désormais possible de regarder à l'intérieur des cellules pour observer le comportement de l'alpha-synucléine. Pour ce faire, Kaminski Schierle et ses collègues ont isolé des vésicules synaptiques, une partie des cellules nerveuses qui stockent les neurotransmetteurs qui envoient des signaux d'une cellule nerveuse à une autre.

Dans les neurones, le calcium joue un rôle dans la libération des neurotransmetteurs.

Les chercheurs ont observé que lorsque les niveaux de calcium dans la cellule nerveuse augmentent, comme lors de la signalisation neuronale, l'alpha-synucléine se lie aux vésicules synaptiques en plusieurs points, provoquant la réunion des vésicules.

Cela peut indiquer que le rôle normal de l'alpha-synucléine est d'aider à la transmission chimique d'informations entre les cellules nerveuses.

«C’est la première fois que nous voyons que le calcium influence la façon dont l’alpha-synucléine interagit avec les vésicules synaptiques», a déclaré le Dr Janin Lautenschlger, premier auteur de l’article.

«Nous pensons que l'alpha-synucléine est presque comme un capteur de calcium. En présence de calcium, il modifie sa structure et la façon dont il interagit avec son environnement, ce qui est probablement très important pour son fonctionnement normal. »

«Il y a un équilibre fin de calcium et d'alpha-synucléine dans la cellule, et quand il y a trop de l'un ou de l'autre, l'équilibre est basculé et l'agrégation commence, conduisant à la maladie de Parkinson», a déclaré le co-premier auteur Dr Amberley Stephens.

Le déséquilibre peut être causé par un doublement génétique de la quantité d'alpha-synucléine (duplication de gène), par un ralentissement lié à l'âge de la dégradation de l'excès de protéines, par une augmentation du taux de calcium dans les neurones sensibles à la maladie de Parkinson, ou par un manque associé de capacité tampon du calcium dans ces neurones.

Comprendre le rôle de l’alpha-synucléine dans les processus normaux ou pathologiques peut aider au développement de nouveaux traitements contre la maladie de Parkinson. Une possibilité est que les médicaments candidats développés pour bloquer le calcium, pour une utilisation dans les maladies cardiaques par exemple, pourraient également avoir un potentiel contre la maladie de Parkinson.

Source: Université de Cambridge