Des chercheurs de l'Université Penn State ont découvert que le blocage d'une enzyme, l'histone désacétylase 3 (HDAC3), aide les souris âgées à intégrer de nouvelles informations dans leurs souvenirs existants, et à obtenir d'aussi bonnes performances que les souris plus jeunes. Cette découverte pourrait conduire à des traitements améliorant la mise à jour de la mémoire chez les personnes âgées et potentiellement aider à lutter contre la maladie d'Alzheimer et d'autres démences.
Des chercheurs de l'Université Penn State ont découvert que le blocage de l'enzyme HDAC3 améliore la mise à jour de la mémoire chez les souris âgées, offrant potentiellement de nouvelles pistes de traitement pour le déclin cognitif lié à l'âge et les troubles de la mémoire tels que Maladie d'Alzheimer maladie.
À mesure que nous vieillissons, les oublis occasionnels deviennent plus fréquents. Cependant, il ne s'agit pas seulement de difficultés à se souvenir de nouvelles informations : les personnes âgées ont également du mal à mettre à jour leurs souvenirs existants lorsque de nouveaux détails apparaissent. Pourtant, on sait peu de choses sur les mécanismes à l'origine de la mise à jour de la mémoire et sur la façon dont ces mécanismes se dérèglent avec l'âge.
Une équipe de chercheurs de l'université Penn State a identifié une enzyme qui contribue aux troubles liés à l'âge dans la mise à jour de la mémoire. Lorsqu'elle était bloquée, les souris âgées étaient plus capables d'intégrer de nouvelles informations et obtenaient des résultats similaires à ceux de leurs homologues plus jeunes. Les chercheurs ont déclaré que les résultats, qui ont été publiés dans Frontières des neurosciences moléculairespourrait conduire au développement de cibles thérapeutiques potentielles pour améliorer la flexibilité cognitive chez les personnes âgées.
« Il est important de comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire lors d’une mise à jour de la mémoire, car, en tant qu’êtres humains, la plupart de nos souvenirs sont des mises à jour. Nous construisons constamment sur des choses que nous connaissons déjà et modifions les souvenirs existants », a déclaré Janine Kwapis, professeure adjointe de biologie et auteure principale de l’étude. « Mais personne n’a vraiment cherché à savoir si les mécanismes derrière la formation de la mémoire et sa mise à jour sont identiques ou s’ils sont spécifiques à la mise à jour de la mémoire. C’est un pas en avant pour comprendre cela. »
La science de la consolidation et de la reconsolidation de la mémoire
Lorsqu'un souvenir se forme, le cerveau se reconfigure pour le maintenir en place grâce à un processus appelé consolidation. Les cellules expriment des protéines à l'intérieur synapsel'espace entre les neurones qui permet la communication entre les cellules nerveuses, reliant entre elles les cellules activées lors de la formation du souvenir. Lorsque le souvenir est rappelé, ces cellules s'activent alors ensemble en même temps.
« Lorsque vous recevez de nouvelles informations, vous devez extraire la mémoire existante de son stockage et l'affaiblir afin qu'elle soit prête à en absorber de nouvelles. Une fois que les nouvelles informations sont apprises et que ces nouveaux neurones sont intégrés, la mémoire mise à jour est solidifiée et stockée à nouveau », a déclaré Kwapis. Kwapis a noté que ce processus, appelé reconsolidation, devient moins efficace avec l'âge.
Dans cette étude, l'équipe de recherche a voulu comprendre pourquoi il est plus difficile de mettre à jour les souvenirs avec le vieillissement normal. S'ils pouvaient améliorer l'expression des gènes pendant la reconsolidation, pourraient-ils également améliorer la mise à jour de la mémoire ?
Pour tester cela, ils ont bloqué l'histone désacétylase 3 (HDAC3), une enzyme qui régule la transcription des gènes, le processus de copie d'informations à partir d'un ADN segmenter en ARN qui finira par créer une protéine fonctionnelle. Il a été démontré que HDAC3 affecte négativement la formation de la mémoire et l'expression des gènes pendant la consolidation, mais les chercheurs ont déclaré que son rôle dans la reconsolidation de la mémoire n'avait pas été étudié auparavant.
« HDAC3 resserre généralement la chromatine, un complexe d’ADN et de protéines, et rend difficile la transcription », a déclaré Chad Smies, doctorant en biologie et premier auteur de l’étude. « Si nous bloquons cette activité enzymatique, cela pourrait aider à maintenir un état de chromatine plus ouvert et à améliorer l’expression des gènes. »
Lorsque le HDAC3 a été bloqué pendant la phase de reconsolidation de la mémoire, il a empêché les déficits typiques liés à l'âge dans la mise à jour de la mémoire. Les souris plus âgées ont obtenu d'aussi bons résultats que leurs homologues plus jeunes lors d'une tâche de mise à jour de la mémoire.
Méthodes expérimentales et implications
L'équipe a utilisé une méthodologie appelée paradigme des objets dans des emplacements mis à jour, que Kwapis a développé spécifiquement pour tester la mise à jour de la mémoire. Elle comprend trois phases : une session d'entraînement où les souris apprennent deux emplacements d'objets identiques ; une session de mise à jour où l'un des objets est déplacé vers un nouvel emplacement ; et une session de test où les objets sont placés dans quatre emplacements distincts : les deux emplacements d'entraînement initiaux, l'emplacement mis à jour et un emplacement complètement nouveau.
« Les souris aiment la nouveauté, donc si elles ont une bonne mémoire pour la session d'entraînement ou la session de mise à jour, elles exploreront davantage l'emplacement du nouvel objet », a déclaré Smies. « Mais si elles ont une mauvaise mémoire, elles ont tendance à explorer les emplacements précédemment appris de la même manière que le nouvel emplacement. »
En identifiant des mécanismes moléculaires comme HDAC3, l’équipe de recherche espère fournir des cibles thérapeutiques potentielles pour améliorer la flexibilité cognitive chez les personnes âgées.
« Si ces mécanismes améliorent la mémoire dans le vieillissement normal, ils pourraient potentiellement aider à lutter contre des maladies comme la maladie d'Alzheimer et la démence », a déclaré Kwapis.
Parmi les autres auteurs de l'étude, on compte Lauren Bellfy, doctorante en biosciences moléculaires, cellulaires et intégratives, et Chad Brunswick, doctorant en neurosciences. Destiny Wright et Sofia Bennetts, qui étaient étudiantes de premier cycle à l'université de Penn State au moment de la recherche, Mark Urban, chercheur postdoctoral à l'université de Penn State au moment de la recherche, et Guanhua Shu, qui était étudiante diplômée à l'université de Harvard au moment de la recherche, ont également contribué à l'étude.
Le financement du National Institute on Aging, d'Hevolution/American Federation for Aging Research et du Penn State Paul Berg Early Career Professorship a financé cette recherche.
