Une nouvelle étude menée par l’Université de Barcelone pourrait orienter la conception de futures stratégies visant à régénérer les zones cérébrales endommagées lors de maladies neurodégénératives. L’étude met l’accent sur le rôle des vésicules extracellulaires dérivées des neurones dans les processus qui modulent la plasticité synaptique et les voies de signalisation neuronale. De plus, les résultats décrivent un nouveau scénario d’utilisation de ces vésicules extracellulaires dérivées de neurones sains, capables de transporter des molécules entre les cellules, dans des traitements contre les maladies neurodégénératives.
L’étude, publiée dans le Journal des vésicules extracellulairesdont le premier auteur est l’étudiante prédoctorale Julia Solana-Balaguer, a été dirigée par le professeur Cristina Malagelada, de la Faculté de médecine et des sciences de la santé et de l’Institut de neurosciences (UBneuro) de l’Université de Barcelone.
D’autres chercheurs éminents de l’UBneuro, de la Faculté de physique et de l’Institut des systèmes complexes (UBICS) de l’UB, de l’Institut de recherche biomédicale August Pi i Sunyer (IDIBAPS) et des domaines du Réseau du Centre de recherche biomédicale sur les maladies neurodégénératives (CIBERNED) et d’épidémiologie et de santé publique (CIBERESP), entre autres, ont également participé à l’étude.
Communication neurone à neurone
Les neurones sont capables de former des vésicules qui transportent des molécules — protéines, lipides, ARN, etc. — vers l’extérieur et régulent la communication entre les cellules nerveuses. Ce sont des vésicules extracellulaires et, encore aujourd’hui, de nombreuses inconnues subsistent quant au rôle qu’elles jouent dans la communication entre les neurones du système nerveux.
La nouvelle étude, réalisée avec des cultures neuronales in vitro provenant de modèles animaux, révèle que ces vésicules sont capables de transporter des protéines, par exemple PSD-95 et VGLUT-1, et d’autres déterminants des processus de communication entre neurones.
» Bien que des vésicules extracellulaires aient été proposées comme régulateurs de la communication intercellulaire dans le cerveau, la plupart des études le démontrent dans des modèles éloignés d’un état physiologique et dans des vésicules dont l’origine est inconnue. Dans cette étude, nous démontrons que, dans un modèle physiologique sans pathologies , les vésicules extracellulaires spécifiques aux neurones régulent la communication neurone à neurone et favorisent la plasticité synaptique », explique Cristina Malagelada, professeur au département de biomédecine de l’UB et chercheuse au CIBERNED.
Nouvelles stratégies pour lutter contre la neurodégénérescence
Dans le cadre de l’étude, l’équipe a appliqué des techniques complémentaires pour isoler les vésicules extracellulaires libérées par les neurones, comme l’ultracentrifugation séquentielle ou la chromatographie d’exclusion de taille. De plus, des techniques ont été utilisées pour les caractériser, telles que l’analyse du suivi des nanoparticules et la microscopie électronique à transmission. Ces vésicules ont également été utilisées pour effectuer des traitements sur des neurones sains et privés de nutriments.
« Une fois que la communication neurone-neurone est comprise dans un état non pathologique, nous souhaitons aborder cette question dans le contexte de la neurodégénérescence. Il est donc crucial de pouvoir caractériser les vésicules libérées par les neurones dans les maladies neurodégénératives afin de comprendre le progression de ces pathologies. De plus, nous voulons explorer si, dans un modèle pathologique, nous pouvons inverser un trait plus neurodégénératif avec le traitement de vésicules extracellulaires dérivées de neurones sains », conclut le chercheur.
Plus d’information:
Julia Solana-Balaguer et al, Les vésicules extracellulaires dérivées de neurones contiennent des protéines synaptiques, favorisent la formation de la colonne vertébrale, activent la signalisation médiée par TrkB et préservent la complexité neuronale, Journal des vésicules extracellulaires (2023). DOI : 10.1002/jev2.12355