Les cellules cérébrales qui contribuent à faire de nous des humains sont également particulièrement vulnérables à la sclérose en plaques.
Un nouveau kit de réparation cellulaire ne peut pas suivre les dommages causés par la maladie, ce qui entraîne la mort cellulaire, caractéristique de la SEP progressive, rapportent des chercheurs le 1er avril dans deux articles publiés dans Nature.
La découverte révèle un mécanisme important et sous-exploré derrière la façon dont cette maladie rétrécit progressivement le cerveau. En comprenant mieux comment la SEP tue les cellules cérébrales, les scientifiques peuvent concevoir des traitements visant à prévenir le déclin cognitif, explique David Rowitch, neuroscientifique du développement à l'Université de Cambridge.
Chaque année, 10 000 personnes aux États-Unis reçoivent un diagnostic de SEP. Le système immunitaire du corps attaque les neurones du cerveau, provoquant une inflammation et des poussées imprévisibles de faiblesse musculaire, de picotements et de douleur. La recherche s’est principalement concentrée sur la façon dont la maladie fait perdre de la myéline aux fibres nerveuses, l’isolant graisseux qui les aide à envoyer des messages. Mais dans une seconde phase progressive, les neurones du cerveau commencent à mourir. Les patients subissent un déclin plus marqué de leurs capacités cognitives, entraînant des difficultés de mémoire et de raisonnement à mesure que leur cerveau rétrécit.
« Il n'existe pas vraiment de traitement pour cette partie », déclare Steve Fancy, neuroscientifique à l'Université de Californie à San Francisco.
Des recherches antérieures ont identifié un groupe spécifique de neurones dans le cortex humain, la couche la plus externe du cerveau, qui est particulièrement vulnérable à la dégénérescence dans la SEP progressive. Appelées neurones CUX2, ces cellules cérébrales contribuent à constituer deux couches du cortex censées jouer un rôle important dans des domaines tels que la cognition et le calcul. Ces couches du cerveau sont « vraiment très importantes pour faire de nous des humains », explique Fancy.
Les cellules CUX2 se multiplient rapidement à mesure que le cerveau se développe, mais ce rythme rapide a un coût, explique Fancy. Ces cellules présentent également un risque plus élevé de dommages à l’ADN.
Dans le premier article, l’équipe a identifié un kit de réparation de l’ADN crucial pour la survie initiale des cellules CUX2. Les cellules utilisent une protéine appelée ATF4 pour relancer la réponse de réparation de l’ADN et prévenir les dommages à mesure que les neurones se développent. Lorsque les chercheurs ont désactivé l’ATF4 chez la souris, les neurones CUX2 de leur cerveau sont rapidement morts.
Ensuite, les chercheurs ont trouvé des preuves que les dommages à l’ADN sont le principal responsable de la dégradation des cellules CUX2. Dans les tissus cérébraux humains atteints de SEP, les couches dans lesquelles résident les neurones CUX2 présentaient des dommages à l'ADN significativement plus élevés que ceux des cerveaux sains. L’équipe a également étudié des souris conçues pour développer une maladie semblable à la SEP et a découvert que les cellules CUX2 mouraient des suites de dommages à l’ADN.
Les chercheurs pensent que les dommages à l’ADN auxquels ces cellules sont confrontées au début de leur développement pourraient les rendre plus vulnérables plus tard dans la vie. Ensuite, les ravages causés par l’inflammation causée par la SEP sont tout simplement trop importants. « Nous constatons ce genre de thème récurrent selon lequel ces cellules ne gèrent tout simplement pas très bien ce stress supplémentaire », explique Rowitch.
Il dit également que même si la plupart des recherches dans ce domaine se sont concentrées sur le développement de thérapies permettant de restaurer la myéline dans les fibres nerveuses, cette découverte ouvre la voie à une nouvelle orientation vers les futurs traitements.
Don Mahad, neurologue à l'Université d'Édimbourg qui n'a pas participé à la recherche, est du même avis. « Cela nous indique qu'en réalité, nous ne pouvons pas ignorer ces vulnérabilités intrinsèques des cellules nerveuses, et que cela doit être une cible thérapeutique », dit-il. Les traitements actuels contre la SEP visent à atténuer l'inflammation causée par le système immunitaire de l'organisme.
« C'est le début d'un long voyage », dit Mahad, « mais c'est un début important ».