Des substances nocives dans les cellules du cerveau causent la mort des neurones dans le modèle humain de SLA

New York, New York ( Etats-Unis ), 6 Février, 2014

L’étude avec des cellules humaines peut aider à la recherche de cibles pour de nouveaux médicaments.

La perte de cellules nerveuses, dans la plupart des cas de SLA, est causée par une substance nocive qui est sécrétée par les cellules qui soutiennent normalement les neurones dans le cerveau et la moelle épinière. Ainsi disent les chercheurs de l'Université Columbia aujourd'hui dans l'édition en ligne de la revue Neurone.

Photo: enquête sur la base d'un nouveau système de culture cellulaire a révélé de nouvelles informations sur la manière dont les neurones moteurs sont affectés chez SLA. Dans le nouveau système les cellules du de la moelle épinière et le cerveau de patients atteints de SLA sont réunis avec les motoneurones humains. On voit que les astrocytes (reconnaissables par le noyau de couleur bleue) des patients sécrétant une substance nocive qui tue les neurones moteurs utilisant un procédé récemment découvert qui est décrit comme « explosion cellulaire contrôlée. » Photo: Diane Re.

La matière nocive est produite par des cellules en forme d’étoiles, appelées astrocytes, et tue les cellules nerveuses voisines. Chez SLA, la mort des neurones moteurs mène à la perte de contrôle sur les muscles qui gèrent l’appareil moteur, respiratoire et la fonction d’avaler l. Le patient est paralysé et meurt habituellement dans les trois ans après l'apparition des premiers symptômes.

L'étude est une suite d'une étude antérieure par les mêmes chercheurs, avec des résultats similaires qui ont été trouvés chez des souris avec une forme génétique rare de la maladie, et d'un examen d'une autre équipe ou les astrocytes ont été utilisés développés à partir des cellules neurales du patient. La présente étude montre que la matière nocive est aussi présente dans les astrocytes dérivés directement de patients atteints de SLA.

« Je pense que c'est probablement la meilleure preuve que nous pouvons trouver qui montre que ce que nous voyons chez des modèles de souris se produit également chez les patients humains, » a déclaré le principal auteur de l'étude Serge Przedborski, MD, PhD, professeur de neurologie ( en pathologie et biologie cellulaire ) de l’Institut de Formation Page et William Black, également chef adjoint du Département de Neurologie et co- directeur du Centre du Moto Neurone à l'Université de Columbia.

Les résultats sont également importants car ils se rapportent sur la forme la plus commune de SLA, ce qui représentent environ 90% des patients. Les scientifiques ne connaissent pas encore la cause de cette forme. Les autres 10 % sont porteur d’une des 27 gènes, connus pour causer SLA.

« Le fait que la substance nocive est présente chez la plupart des patients, signifie un stimulus supplémentaire pour continuer à étudier cette matière et de savoir exactement comment la matière conduit à la mort des neurones moteurs, » a déclaré le Dr Przedborsk. « Peut-être que nous rencontrons de nouvelles façons pour ralentir la maladie ou d’arrêter la destruction des moteurs neurones. »

Dans l’étude, menée sous la direction du Dr Przedborski et des co-auteurs Diane Re et Virginie Le Verche les astrocytes ont été retirés du cerveau et des moelles épinières de six patients atteints de SLA et décédés récemment. Les cellules ont été ensuite déposées dans des boîtes de Pétri avec des neurones moteurs sains.Etant donné que des neurones moteurs ne peuvent pas être enlevées chez des personnes saines ont les a cultivées à partir de cellules souches embryonnaires humaines dans le projet SLA / Jenifer Estess Laboratoire de recherche sur les cellules souches vivant, également au CUCM.

Endéans les deux semaines, la plupart des neurones moteurs étaient rétrécies et leurs membranes cellulaires désintégrées, et environ la moitié des neurones moteurs dans la boîte de Pertri étaient morts. De l’ Astrocytendie a été retiré chez des personnes décédés par une autre cause que SLA et n'avaient aucun effet sur ​​les neurones moteurs, tout comme les autres types de cellules qui ont été dérivées de patients atteints de SLA..

Photo: Les astrocytes de patients atteints de SLA sécrètent une substance noicive qui tue les neurones moteurs humains. A gauche : un neurone moteur de désintègre sur le dessus des astrocytes humains (en bleu). A droite: un neurone moteur sain sur des astrocyte de personnes qui ne souffrent sans SLA. Photo: Diane Re.

Les chercheurs ont découvert que les neurones moteurs meurent par une substance nocive secrété quand de neurones moteurs sains étaient immergés dans une culture cellulaire pour astrocytes. Même sans la présence d' astrocytes, les motoneurones meuraient.

Comment la substance nocive conduit à la mort des neurones moteurs.
Les chercheurs ne savent pas encore quelle substance est sécrétée par les astrocytes. Cependant, ils ont découvert comment la substance cause la mort des neurones moteurs. Cette matière met une réaction biochimique massive en marche dans les neurones moteurs qui, en fait, permettent une explosion cellulaire contrôlée.

Dr Przedborski, Dr Re et le Dr. Le Verche ont découvert qu'ils pouvaient empêcher la mort des moteurs neurones par des astrocytes par élimination d’un des éléments de cette réaction moléculaire.

Ces résultats pourraient conduire à un moyen de prévenir la mort des neurones moteurs et ainsi de prolonger la vie des patients Toutefois, les options thérapeutiques sont encore loin d'être claire. « Nous ne savons pas si les neurones moteurs que nous sauvons, continuent à fonctionner chez les patients, » a déclaré le Dr. Przedborski. L’équipe continue ses recherches sur l'idée d'éliminer la réaction chez des modèles animaux de la SLA.

Nouveau modèle-SLA de cellules humaines accélère la recherche a traitement possible
Le développement de nouveaux traitements pour la SLA est jusqu'à présent décevante. Depuis l’approbation de Riluzole par la FDA en 1995, plus de 30 recherches cliniques n’ont pas mené vers une nouvelle thérapie.

L'absence de progrès est peut être en partie dû au fait que les modèles animaux de SLA ne peuvent pas complètement imiter de la maladie chez les humains. Le nouveau modèle de la SLA, qui utilise uniquement des cellules humaines, et qui est utilisée dans cette étude, permet peut-être mieux aux chercheurs d'identifier, en particulier pour la forme la plus courante de la maladie, des cibles pour de nouveaux médicaments.

« Bien qu'il existe de nombreuses maladies neuro-dégénératives, nous ne pouvons utiliser qu’une petite partie par un modèle simple mais relevant qui est donc adapté pour le dépistage d'un grand nombre de différentes ressources. Le modèle actuel est ainsi très spécial, » a déclaré le Dr Przedborski. « Nous avons affaire ici à un phénotype spontanée d'une maladie qui est causée par le tissu humain. C'est un aspect important que ce modèle existe complètement de cellules humaines. C'est probablement le modèle le plus naturel de la SLA chez les humains que nous pouvons imiter dans un bol de laboratoire. »

L'article est intitulé : « Necroptosis drives motor neuron death in models of both sporadic and familial ALS. » Les autres parties qui ont contribué sont : Changhao Yu, Kristin Politi, Sudarshan Phani, Burcin Ikiz, Lucas Hoffman, Tetsuya Nagata, Dimitra Papadimitriou, Peter Nagy, Hiroshi Mitsumoto, Shingo Kariya (tous de CCEM ) ; Martijn Koolen ( CCEM et l'Université d'Amsterdam ), Mackenzie Amoroso, Hynek Wichterle et Christopher Henderson ( CCEM et Project ALS).

La recherche a été soutenu par les Instituts nationaux de la santé ( subventions de recherche U42RR006042, NS062180, NS064191, NS042269, NS072182, NS062055, NS078614, ES009089, TR000082, et ES016348 ), le Département américain de la Défense ( W81XWH -08- 1-0522 et W81XWH - 12-1-0431), projet ALS, P2ALS, l' Association de la SLA, la Muscular Dystrophy Association / Wings Over Wall Street, la Fondation de la maladie de Parkinson, Summer Dream Programme de recherche de nuit d'hiver, le Centre NIEHS du Nord de Manhattan, et la Fondation Philippe.

Source : neurologie, neurosciences

Traduction: Ghislain d'Amour