Cytokine anti-inflammatoire liée à l’obstruction capillaire et au déclin cognitif dans le diabète

Les chercheurs découvrent que l’obstruction capillaire dans le diabète, déclenchée par une signalisation élevée de l’interleukine-10, peut contribuer à des déficits cognitifs indépendants du taux de sucre dans le sang.

Dans une étude récente publiée dans Métabolisme naturelles chercheurs ont examiné l’impact du diabète de type 1 sur le flux sanguin capillaire dans le cerveau, explorant les mécanismes à l’origine des blocages du flux capillaire et leur lien avec les troubles cognitifs.

L’étude s’est concentrée sur le rôle de la signalisation de l’interleukine (IL)-10 dans l’obstruction capillaire et a utilisé des modèles murins pour étudier des pistes thérapeutiques potentielles.

Arrière-plan

Le cerveau dépend d’un apport constant de nutriments et d’oxygène pour maintenir son activité métabolique élevée. Il les obtient grâce au sang fourni par un réseau de petits vaisseaux sanguins. Les capillaires constituent la majorité de la structure vasculaire du cerveau et, comme ils sont étroits et ont une faible pression, ils favorisent un échange efficace d’oxygène et de nutriments.

Cependant, les mêmes propriétés des capillaires les rendent également vulnérables aux blocages qui peuvent interrompre la circulation de manière temporaire ou permanente. Bien que le risque de tels blocages soit relativement faible chez les individus en bonne santé, les réponses inflammatoires et les maladies telles que la maladie d’Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux augmentent considérablement le risque.

Les complications vasculaires sont également assez fréquentes dans le diabète de type 1, en particulier dans les organes tels que les yeux, les reins et le cerveau. Malgré le risque plus élevé d’accidents vasculaires cérébraux et de troubles cognitifs chez les patients diabétiques de type 1, les recherches sur l’impact du diabète de type 1 sur la fonction capillaire dans le cerveau sont insuffisantes.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé divers modèles génétiques murins pour étudier la signalisation de l’IL-10, qui impliquait l’inactivation du récepteur de l’IL-10 dans les cellules endothéliales. De plus, le diabète de type 1 a été induit chez les souris à l’aide d’injections à faible dose de streptozotocine, après quoi la glycémie a été régulièrement surveillée et contrôlée à l’aide de pastilles d’insuline au cours de l’étude.

Les chercheurs ont mené in vivo imagerie photonique utilisant des chirurgies de fenêtre crânienne pour visualiser le flux sanguin dans le cerveau. Pour cela, les souris ont été anesthésiées, une petite partie de leur crâne a été amincie et une lamelle a été placée pour permettre l’imagerie.

Des anticorps marqués et des colorants fluorescents ont été utilisés lors de l’imagerie à deux photons pour suivre les leucocytes, les neutrophiles et les obstructions capillaires. Les blocs dans les capillaires ont également été mesurés à l’aide d’un test de microsphères dans lequel des microsphères fluorescentes ont été injectées aux souris et utilisées pour analyser les obstructions dans les tissus cérébraux.

Les chercheurs ont également mené plusieurs tests comportementaux à quatre et huit semaines pour évaluer l’impact du diabète de type 1 sur le comportement et pour déterminer si le traitement avec des anticorps bloquant les récepteurs de l’IL-10 était efficace pour inverser les troubles comportementaux provoqués. par le diabète.

Les tests comportementaux comprenaient le test de reconnaissance d’un nouvel objet, dans lequel les souris étaient initialement familiarisées avec un ensemble d’objets, puis testées à l’aide d’un nouvel objet pour déterminer si elles préféraient la nouveauté.

De plus, le test du labyrinthe aquatique de Morris, dans lequel les souris ont appris à détecter la plate-forme cachée dans une piscine, a été utilisé pour évaluer la latence de fuite, la vitesse de nage et la mémoire en modifiant l’emplacement de la plate-forme. Les souris ont également été entraînées à trouver une plateforme visible. D’autres tests comprenaient des mesures du temps nécessaire pour retirer le ruban adhésif des pattes et des évaluations de la distance totale parcourue à l’intérieur d’une arène.

En outre, les chercheurs ont utilisé le laser Doppler pour évaluer les réponses du flux sanguin cérébral à divers stimuli, tels que l’inhalation de dioxyde de carbone et des stimuli sensoriels. Les niveaux de cytokines dans le sang ont également été mesurés et les cellules endothéliales ont été isolées pour effectuer une analyse et un séquençage de l’acide ribonucléique (ARN).

Résultats

Les scientifiques ont découvert que le diabète sucré de type 1 augmentait considérablement le risque de blocages capillaires dans le cerveau, contribuant potentiellement aux troubles cognitifs. Les souris diabétiques présentaient un taux d’incidence de capillaires bloqués deux à quatre fois plus élevé que les témoins sains, malgré le traitement à l’insuline.

Les blocages capillaires concernaient principalement les globules rouges et non les cellules immunitaires, ce qui suggère que les complications microvasculaires du diabète de type 1 pourraient résulter davantage d’un dysfonctionnement endothélial que d’une agglomération de globules blancs. En outre, les obstructions étaient plus fréquentes dans les capillaires partant des vaisseaux artério-veineux, semblables à ce qui a été observé dans les modèles de la maladie d’Alzheimer, mais à un degré plus prononcé.

L’étude a également identifié des niveaux élevés d’IL-10, une cytokine inflammatoire qui a montré des effets à la fois néfastes et protecteurs dans différentes maladies. Dans ce cas, il a été constaté que les niveaux accrus d’IL-10 exacerbaient les blocages capillaires et les déficiences cognitives.

Cependant, un traitement expérimental impliquant le blocage des récepteurs de l’IL-10 dans les cellules endothéliales s’est avéré augmenter le diamètre des capillaires de 25 %, améliorer le flux sanguin et réduire les obstructions capillaires de 63 %. Ces améliorations étaient également associées à de meilleurs résultats cognitifs en matière de mémoire, de flexibilité cognitive et d’apprentissage.

Les chercheurs ont rapporté que l’IL-10 pourrait augmenter l’incidence des blocages chez les souris diabétiques en abaissant les niveaux d’oxyde nitrique, ce qui, à son tour, augmenterait l’expression des molécules d’adhérence dans les capillaires, provoquant l’agrégation des globules rouges.

Conclusions

Dans l’ensemble, l’étude suggère que le blocage de la signalisation de l’IL-10 dans les cellules endothéliales chez les patients diabétiques de type 1 pourrait réduire le risque de blocages capillaires dans le cerveau et potentiellement améliorer la fonction cognitive. Cependant, les chercheurs estiment que des recherches plus approfondies sont essentielles pour comprendre l’impact de l’inhibition de l’IL-10 sur d’autres symptômes du diabète.