Astrocytes : les nouvelles stars dans la recherche sur la maladie de Huntington

Une découverte s'agissant d'un type de cellule appelé astrocyte ; des cellules en forme d'étoile qui aident à maintenir les cellules cérébrales en bonne santé.
Mis en ligne le 30 avril 2023


Un nouvel article résume ce qui a été découvert dans le cadre de la maladie de Huntington s’agissant d’un type de cellule appelé un astrocyte. Ces cellules, en forme d’étoile, aident à maintenir les cellules cérébrales en bonne santé et pourraient être exploitées pour développer de nouvelles thérapies MH.

Les changements les plus évidents liés à la maladie de Huntington se produisent au niveau des neurones, des cellules messagères du système nerveux qui envoient et reçoivent les informations dans tout le cerveau et moelle épinière. Toutefois, plusieurs types de cellules différents sont affectés par la MH. Un article, récemment publié, a passé en revue les résultats de recherche de divers laboratoires, décrivant comment un type spécifique de cellule cérébrale, appelé un astrocyte, contribue à la MH. Cet article de synthèse détaille pourquoi les chercheurs ne doivent pas prêter attention uniquement aux neurones pour développer des traitements efficaces contre la MH. 

Le cerveau - plus que des neurones

Le gène huntingtin est présent dans chaque cellule de notre corps, ce qui signifie que la répétition expansée CAG à l’intérieur du gène huntingtin, responsable de la maladie de Huntington, est également présente dans chaque cellule. Mais il existe certains organes, tels que le cerveau, plus sensibles aux dommages causés par la huntingtine expansée. Certaines zones cérébrales se sont avérées particulièrement vulnérables dans le cadre de la MH, telles que le striatum, une portion du cerveau qui se situe presque exactement au centre et aide à contrôler des choses telles que la prise de décisions et les mouvements volontaires.

Le striatum est composé de différents types de cellules, y compris les neurones dont on entend beaucoup parler dans le cadre de la maladie de Huntington. Les neurones sont les cellules en forme d’étoile qui transmettent des signaux électriques nous permettant de penser, de ressentir et de bouger. Il se trouve également qu'il s'agit du type de cellule le plus affecté dans le cadre de la MH, ceux-ci perdant leur capacité à fonctionner à mesure que la maladie progresse. Mais le type de cellule le plus abondant dans le striatum n’est pas les neurones mais un type appelé cellule gliales.

Les cellules gliales sont des cellules de soutien qui agissent pour maintenir le cerveau en bonne santé. Il existe plusieurs types de cellules gliales et de nouvelles preuves dans le domaine de la MH ont montré que ces différents types de cellules jouaient également un rôle dans le cadre de la MH. Comprendre comment ils contribuent à la MH et comment ils sont affectés dans tout le cerveau pourrait être utile pour développer de nouvelles thérapies.

Les astrocytes

Un type particulier de cellule gliale, ayant récemment retenu beaucoup l’attention dans le cadre de la recherche MH, est un type de cellule appelé astrocytes. Il s’agit de cellules en forme d’étoile qui soutiennent les neurones en s’assurant qu’ils ont un bon environnement dans lequel ils peuvent prospérer – elles équilibrent les substances chimiques autour des neurones, fournissent des nutriments et les protègent. Une devise des astrocytes est « neurone heureux, cerveau en bonne santé » !

Il faut beaucoup d’astrocytes afin de s’assurer que les neurones du cerveau demeurent heureux et en bonne santé. Environ 20 à 40% du cerveau est composé d’astrocytes ! Contrairement aux neurones, ceux-ci continuent de se multiplier tout au long de leur vie. Contrairement également aux neurones, les astrocytes ne meurent pas en grand nombre au cours de la MH mais semblent changer. On pense que ces changements altèrent leur capacité à soutenir les neurones et à les maintenir en bonne santé. En fin de compte, ces changements pourraient contribuer à l’unique vulnérabilité des neurones dans le cadre de la MH.

Pour résumer ce que le domaine de la MH a appris s’agissant des astrocytes, le Dr. Baljit Khakh de l’université de Californie à Los Angeles et le Dr Steve Goldman de l’université de Rochester se sont associés pour rédiger une revue complète s’agissant des découvertes scientifiques des dix dernières années à ce sujet. Ils sont tous les deux des experts en maladies neurodégénératives et ont largement axé leur carrière sur l’étude des cellules gliales et des astrocytes. Leur examen a couvert ce que l'on sait sur les astrocytes à partir de cerveaux humains et de modèles murins tout en suggérant comment on pourrait utiliser ces informations pour développer des thérapies.

La poule ou l'oeuf

Des échantillons de tissus provenant de personnes ayant fait don de leur cerveau à la recherche ont été déterminant pour notre compréhension s’agissant des astrocytes. Ces précieux échantillons nous ont appris que dans le cerveau MH, les astrocytes changent de forme et perdent les « étiquettes » moléculaire contribuant à leur unique identité. Ces changements dans les astrocytes progressent avec l’aggravation de la MH et semblent réduire leur capacité à fonctionner correctement. Toutefois, on ne sait pas, d’après les cerveaux humains, si ces changements sont une cause ou une conséquence de la vulnérabilité des neurones dans le cadre de la MH.

Pour comprendre la cause et la conséquence entre les astrocytes et les neurones dans le cadre de la MH, les scientifiques se tournent vers des modèles animaux permettant aux chercheurs de poser et de répondre à des questions biologiques complexes, ce qui ne peut être fait avec des échantillons de tissus humains.

 Les astrocytes, à la fois cause et conséquence

Lorsqu’ils ont examiné la forme et la fonction des astrocytes chez des souris MH, les chercheurs ont découvert des changements similaires à ceux observés dans le cerveau humain. Ils ont également découvert que des changements dans la forme des astrocytes étaient observés avant que les neurones ne perdent leur capacité à communiquer. Ils ont en outre noté des changements dans les taux de calcium et potassium produits par les astrocytes. Les neurones utilisent ces éléments pour communiquer dans tout le cerveau et le corps. Ces découvertes peuvent suggérer que la MH entraîne des changements dans les astrocytes, provoquant une dégradation des neurones.

A l’aide de techniques de manipulation génétique chez des souris, les chercheurs n’ont réduit que la copie expansée de la huntingtine exclusivement dans les astrocytes ou exclusivement dans les neurones. Cette technique leur permet de déterminer quel type de cellules est spécifiquement à l’origine des conséquences de la MH. Une tactique plutôt astucieuse. Ils ont découvert que les symptômes de la MH chez des souris, tels que les changements de comportement, proviennent principalement des neurones et que ces changements dans les neurones perturbent la fonction des astrocytes.

Cependant, ces résultats semblent être un casse-tête – qui vient en premier et qui affecte l’autre ? C’est un peu le scénario de la poule et de l’œuf. S’il n’est pas clair que les astrocytes ou les neurones sont la cause ou l’effet, il est clair que ces deux types de cellules contribuent à certains symptômes de la MH et sont affectés par la MH.

Un autre groupe de chercheurs a utilisé le remplacement cellulaire pour examiner le rôle des astrocytes dans le cadre de la MH. Ils ont transplanté des astrocytes non affectés par la MH dans une souris atteinte de la MH et ont découvert que les souris présentaient moins de symptômes et vivaient plus longtemps. Ils ont également réalisé une expérience inverse en transplantant des astrocytes MH dans une souris non atteinte de la MH et ont découvert que ces souris développaient des symptômes MH. Ces découvertes suggèrent qu’au moins certains symptômes MH sont causés par les astrocytes et que le remplacement des astrocytes malades pourrait être une approche à envisager pour réduire les symptômes de la MH.

Travailler ensemble pour des traitements efficaces

Les études mises en évidence dans cet article de synthèse suggèrent que les modèles animaux imitent avec précision les changements MH dans les astrocytes observés chez l’homme. Les chercheurs ont appris, à partir de ces animaux, que les neurones semblent être les principaux moteurs des symptômes MH. Cependant, les astrocytes peuvent eux-mêmes également être à l’origine des changements de la MH et leur fonction réduite dans le cadre de la MH perturbe davantage les neurones.

Les auteurs de l'article de synthèse suggèrent que les stratégies thérapeutiques les plus efficaces nécessiteront probablement une approche à deux volets : diminution de la huntingtine expansée dans les neurones tout en restaurant la capacité des astrocytes à créer un environnement favorable dans le cerveau. Ainsi, même si on entend parler plus souvent de certaines stratégies thérapeutiques, telles que la diminution de la huntingtine, les scientifiques du monde entier abordent des thérapies sous différents angles.

Les travaux dans ce domaine sont en cours pour bien comprendre la contribution des astrocytes à la MH. Cependant, les chercheurs ont jusqu’à présent montré que les neurones et les astrocytes sont tous les deux affectés par la MH. Ces types de cellules travaillent ensemble et comprendre comment chacune d’elles est influencée par l’autre peut mener au développement de stratégies thérapeutiques efficaces.

Traduction Libre (Dominique C . - Michelle D.)

Source :   - Article de Sarah Hernandez du 19 avril 2023