Une étude sur le rat explique le mécanisme d'autoprotection du cerveau

Les chercheurs pensent avoir enfin découvert le mécanisme par lequel le cerveau se protège des dommages survenant après un accident vasculaire cérébral (AVC) ou un accident vasculaire cérébral.

Les chercheurs de l'Université d'Oxford espèrent que l'exploitation de ce mécanisme biologique intégré, identifié chez le rat, pourrait aider à traiter les accidents vasculaires cérébraux et à prévenir d'autres maladies neurodégénératives à l'avenir.

«Nous avons montré pour la première fois que le cerveau dispose de mécanismes qu'il peut utiliser pour se protéger et maintenir les cellules cérébrales en vie», a déclaré le professeur Alastair Buchan, qui a dirigé les travaux.

L'étude est rapportée dans la revue Médecine de la nature.

L'AVC est la troisième cause de décès et la principale cause d'invalidité aux États-Unis.

Environ 600 000 accidents vasculaires cérébraux, ou attaques cérébrales, se produisent chaque année aux États-Unis et parmi eux, environ 150 000 (25%) sont mortels.

L'incidence des AVC est plus élevée chez les Afro-Américains que chez les Caucasiens.

Un accident vasculaire cérébral survient lorsque l'approvisionnement en sang d'une partie du cerveau est coupé. Lorsque cela se produit, les cellules cérébrales sont privées de l'oxygène et des nutriments dont elles ont besoin pour fonctionner correctement, et elles commencent à mourir.

«Les cellules commenceront à mourir quelque part de quelques minutes à au plus 1 ou 2 heures après l'AVC», a déclaré Buchan.

Cela explique pourquoi le traitement de l'AVC dépend tellement de la vitesse. Plus une personne peut arriver rapidement à l'hôpital, se faire scanner et se faire administrer des médicaments pour dissoudre tout caillot sanguin et redémarrer la circulation sanguine, moins les cellules cérébrales seront endommagées.

Cela a également motivé une recherche infructueuse jusqu'à présent de «neuroprotecteurs» - des médicaments qui peuvent gagner du temps et aider les cellules cérébrales, ou neurones, à faire face aux dommages et à récupérer par la suite.

Le groupe de recherche de l'Université d'Oxford a maintenant identifié le premier exemple de cerveau ayant sa propre forme intégrée de neuroprotection, appelée «neuroprotection endogène».

Ils l'ont fait en revenant à une observation faite pour la première fois il y a plus de 85 ans - on sait depuis 1926 que les neurones dans une zone de l'hippocampe, la partie du cerveau qui contrôle la mémoire, sont capables de survivre en étant privés d'oxygène, tandis que d'autres meurent dans une zone différente de l'hippocampe.

Cependant, comprendre ce qui protégeait cet ensemble de cellules contre les dommages était resté un casse-tête jusqu'à présent.

«Des études antérieures se sont concentrées sur la compréhension de la manière dont les cellules meurent après avoir été appauvries en oxygène et en glucose. Nous avons envisagé une approche plus directe en étudiant les mécanismes endogènes qui ont évolué pour rendre ces cellules de l'hippocampe résistantes », a déclaré le premier auteur, le Dr Michalis Papadakis, directeur scientifique du laboratoire d'ischémie cérébrale à l'Université d'Oxford.

En travaillant chez le rat, les chercheurs ont découvert que la production d'une protéine spécifique appelée hamartine permettait aux cellules de survivre en étant privées d'oxygène et de glucose, comme cela se produirait après un accident vasculaire cérébral.

Ils ont montré que les neurones meurent dans l'autre partie de l'hippocampe en raison d'un manque de réponse hamartine.

L'équipe a alors pu montrer que la stimulation de la production d'hamartine offrait une meilleure protection des neurones.

Buchan a déclaré: «Ceci est causalement lié à la survie des cellules. Si nous bloquons l'hamartine, les neurones meurent lorsque le flux sanguin est arrêté. Si nous remettons l'hamartine en place, les cellules survivent à nouveau. »

Enfin, les chercheurs ont pu identifier la voie biologique par laquelle l'hamartine agit pour permettre aux cellules nerveuses de faire face aux dommages lorsqu'elles sont privées d'énergie et d'oxygène.

Le groupe souligne que la connaissance du mécanisme biologique naturel qui conduit à la neuroprotection ouvre la possibilité de développer des médicaments qui imitent l'effet de l'hamartine.

Buchan déclare: «Il y a encore beaucoup de travail à faire si cela doit être traduit en clinique, mais nous avons maintenant une stratégie neuroprotectrice pour la première fois. Nos prochaines étapes seront de voir si nous pouvons trouver des candidats-médicaments à petites molécules qui imitent ce que fait l'hamartine et maintiennent les cellules cérébrales en vie.

«Alors que nous nous concentrons sur les accidents vasculaires cérébraux, les médicaments neuroprotecteurs peuvent également être intéressants dans d'autres conditions qui entraînent la mort prématurée des cellules cérébrales, y compris la maladie d'Alzheimer et la maladie des motoneurones», suggère-t-il.

Source: Université d'Oxford