Des chercheurs de la Mayo Clinic ont identifié des changements moléculaires uniques dans la barrière hémato-encéphalique qui pourraient aider à diagnostiquer et à traiter la maladie d'Alzheimer.
Les chercheurs de la Mayo Clinic ont découvert des signatures moléculaires de dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique chez Maladie d'Alzheimeroffrant de nouvelles perspectives de diagnostic et de traitement basées sur des analyses tissulaires approfondies et des études cellulaires.
La barrière hémato-encéphalique, un réseau de vaisseaux sanguins et de tissus qui nourrit et protège le cerveau des substances nocives circulant dans le sang, est perturbée dans la maladie d'Alzheimer. Des chercheurs de la Mayo Clinic et leurs collaborateurs ont identifié des signatures moléculaires uniques de ce dysfonctionnement, ce qui pourrait conduire à de nouvelles approches diagnostiques et thérapeutiques pour la maladie. Leurs résultats sont publiés dans Nature Communications.
« Ces signatures ont un fort potentiel pour devenir de nouveaux biomarqueurs qui capturent les changements cérébraux dans la maladie d'Alzheimer », explique l'auteur principal Nilüfer Ertekin-Taner, MD, Ph.D., président du département de neurosciences de la Mayo Clinic et responsable du laboratoire de génétique de la maladie d'Alzheimer et des endophénotypes à la Mayo Clinic en Floride.
Étude approfondie et focalisation sur les cellules vasculaires
Pour mener à bien cette étude, l'équipe de recherche a analysé des tissus cérébraux humains provenant de la banque de cerveaux de la Mayo Clinic, ainsi que des ensembles de données publiés et des échantillons de tissus cérébraux provenant d'institutions collaboratrices. La cohorte de l'étude comprenait des échantillons de tissus cérébraux de 12 patients atteints de la maladie d'Alzheimer et de 12 patients en bonne santé sans maladie d'Alzheimer confirmée. Tous les participants avaient fait don de leurs tissus pour la science. À l'aide de ces ensembles de données et d'ensembles de données externes, l'équipe a analysé des milliers de cellules dans plus de six régions du cerveau, ce qui en fait l'une des études les plus rigoureuses sur la barrière hémato-encéphalique dans la maladie d'Alzheimer à ce jour, selon les chercheurs.
Ils se sont concentrés sur les cellules vasculaires cérébrales, qui constituent une petite partie des types de cellules du cerveau, pour examiner les changements moléculaires associés à la maladie d'Alzheimer. Ils ont notamment étudié deux types de cellules qui jouent un rôle important dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique : les péricytes, les gardiens du cerveau qui maintiennent l'intégrité des vaisseaux sanguins, et leurs cellules de soutien appelées astrocytes, pour déterminer si et comment elles interagissent.
Les chercheurs ont découvert que les échantillons de patients atteints de la maladie d'Alzheimer présentaient une communication altérée entre ces cellules, médiée par une paire de molécules appelées VEGFA, qui stimule la croissance des vaisseaux sanguins, et SMAD3, qui joue un rôle clé dans les réponses cellulaires à l'environnement extérieur. À l'aide de modèles cellulaires et de poissons zèbres, les chercheurs ont validé leur découverte selon laquelle des niveaux accrus de VEGFA entraînent des niveaux inférieurs de SMAD3 dans le cerveau.
L'équipe a utilisé des cellules souches provenant d'échantillons de sang et de peau de patients atteints de la maladie d'Alzheimer et de ceux du groupe témoin. Ils ont traité les cellules avec du VEGFA pour voir comment cela affectait les niveaux de SMAD3 et la santé vasculaire globale. Le traitement au VEGFA a provoqué une baisse des niveaux de SMAD3 dans les péricytes cérébraux, indiquant une interaction entre ces molécules.
Conséquences des niveaux de SMAD3
Selon les chercheurs, les donneurs présentant des taux sanguins de SMAD3 plus élevés présentaient moins de lésions vasculaires et de meilleurs résultats en matière de maladie d'Alzheimer. L'équipe estime que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les taux de SMAD3 dans le cerveau influent sur les taux de SMAD3 dans le sang.
Les chercheurs prévoient d'étudier plus en détail la molécule SMAD3 et ses conséquences vasculaires et neurodégénératives pour la maladie d'Alzheimer et de rechercher également d'autres molécules potentiellement impliquées dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique.
Cette recherche fait partie d'une subvention fédérale qui soutient des projets visant à identifier des cibles pour le traitement de la maladie d'Alzheimer. L'étude a été financée en partie par le Instituts nationaux de la santéInstitut national sur le vieillissement, prix Zenith Fellows de l'Alzheimer's Association et Centre de biothérapie régénérative de la Mayo Clinic.