En l'absence de la protéine essentielle, les synapses se brisent

La structure synaptique d'une souris a été modifiée pour qu'elle manque de protéine biglycane. Les souris qui n'ont pas assez de biglycane développent d'abord des connexions normales, mais cinq semaines après leur naissance, leurs synapses ont beaucoup plus de risques de se fractionner. (Source : Fallon Lab, Brown University)

BROWN (ÉTATS-UNIS) — Un rôle important de la protéine est de connecter les nerfs et les muscles, ce qui pourrait mener à l'élaboration de traitements pour les maladies telles que celle de la SLA.

En l'absence de la protéine biglycane, les synapses aux jonctions neuromusculaires chez les souris ont commencé à se briser environ cinq semaines après la naissance. C'est ce que révèle une nouvelle étude menée par les chercheurs de la Brown University et publiée dans le Journal of Neuroscience.

Réintroduire du biglycane a permis d'aider à contrer la perte de la stabilité synaptique dans une culture de cellules.

Les structures synaptiques chez les souris manquant de biglycane (photos inférieures) sont discontinues, comparées aux structures synaptiques chez les souris normales (photos supérieures). (Source : Fallon Lab, Brown University)

Ces recherches pourraient s'avérer pertinentes au niveau des efforts mis en œuvre pour traiter les maladies du neurone moteur, telles que la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et l'atrophie musculaire spinale.

« L'action permanente des jonctions neuromusculaires est essentielle pour permettre au cerveau de contrôler les mouvements. De plus, elle est aussi importante pour la santé à long terme des muscles et des neurones moteurs. », explique Justin Fallon, professeur de neurosciences et auteur principal de l'article.

« Un traitement qui soutiendrait les synapses pourrait favoriser la santé des neurones moteurs et des muscles. »

Dans des travaux antérieurs, M. Fallon, membre du Brown Institute for Brain Science, a démontré que chez les souris présentant la même mutation que celle observée chez les patients atteints de la maladie de Duchenne, le biglycane promouvait l'activité d'une autre protéine naturelle, l'utrophine, qui peut réduire significativement la dégénérescence des muscles dont souffrent les patients. L'utrophine reprend essentiellement les rôles de la dystrophine, protéine que les patients atteints de la maladie de Duchenne ne peuvent pas produire.

Le groupe de recherche de M. Fallon a découvert un autre rôle important du biglycane. Dans le cadre de cette nouvelle étude multi-institutionnelle, l'auteure principale Alison Amenta et une équipe d'autres scientifiques ont découvert que le biglycane relie et aide à activer et à viser un récepteur enzyme appelé MuSK, qui agit comme un régulateur par rapport aux autres protéines qui constituent et stabilisent la jonction neuromusculaire.

Les souris qui manquent de biglycane ont d'abord développé des connexions normales, mais cinq semaines après leur naissance, leurs synapses sont devenues beaucoup plus fragiles et avaient donc plus de risques de se fractionner. Grâce à des expériences, les scientifiques ont pu constater que jusqu'à 80 pour cent des synapses étaient instables chez les souris qui manquaient de biglycane.

Celles-ci présentaient également d'autres défauts structurels, dont des récepteurs de neurotransmetteurs mal alignés et des plis supplémentaires près des synapses.

Dans l'article, les auteurs écrivent : « D'après nous, il est fort probable que ces plis soient des restes de sites synaptiques antérieurs », qui se sont atrophiés.

Mme Amenta, M. Fallon et leur équipe ont également découvert que chez les souris qui manquaient de biglycane, les taux de MuSK aux synapses de la jonction neuromusculaire étaient réduits par un facteur supérieur à dix. Lors d'une autre expérience, ils ont découvert que le biglycane recombinant pouvait restaurer la stabilité des structures synaptiques dans un système de culture de cellules modèles.

Pertinence pour les maladies du neurone moteur

Ces découvertes aident à préparer le terrain pour tester le biglycane comme thérapie potentielle chez les modèles animaux de maladie du neurone moteur, déclare M. Fallon.

« Nous proposons d'utiliser le biglycane comme protéine extracellulaire qui peut être libérée systématiquement pour stabiliser la jonction neuromusculaire. Il pourrait être une protéine thérapeutique pour les maladies du neurone moteur telles que l'atrophie musculaire spinale et la sclérose latérale amyotrophique ou SLA. », explique M. Fallon.

Outre M. Fallon et Mme Amenta, d'autres chercheurs ont contribué aux découvertes de Brown, ainsi que de la University of Miami, du Medical College of Georgia, de la Lifecell Corp., de la University of Houston et du National Institute of Dental and Craniofacial Research.

En 2010, Brown a autorisé la jeune entreprise Tivorsan Pharmaceuticals (Providence), qui travaille sur des essais humains de biglycane et a reçu un financement de la Muscular Dystrophy Association, à utiliser la propriété intellectuelle de M. Fallon concernant le biglycane.

Les National Institutes of Health et la Muscular Dystrophy Association ont financé les recherches.

Pour plus d'articles, consultez le site de la Brown University : http://news.brown.edu/

Traduction : Céline Maes

Source : Futurity