Une nouvelle étude montre que la neurodégénérescence chronique peut être évitée après un traumatisme crânien

Les coups violents ou les secousses à la tête peuvent provoquer des lésions cérébrales traumatiques (LCT). Actuellement, environ cinq millions de personnes aux États-Unis souffrent de neurodégénérescence chronique et de troubles associés à ces lésions. En plus des troubles cognitifs et de santé mentale, la neurodégénérescence chronique peut également expliquer pourquoi les LCT augmentent le risque de maladies neurodégénératives liées à l’âge, comme la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson. Elle pourrait également jouer un rôle dans l’encéphalopathie traumatique chronique (ETC).

Cependant, en raison du manque de compréhension des raisons pour lesquelles les lésions cérébrales aiguës se transforment en neurodégénérescence chronique, il n’existe actuellement aucun traitement qui protège les patients contre cette évolution. Aujourd’hui, des chercheurs des hôpitaux universitaires (UH) et de la Case Western Reserve University ont fait un pas de plus vers la recherche de réponses grâce à une étude récente publié dans Rapports sur les cellules de médecine.

« Nous sommes partis de l’hypothèse selon laquelle le traumatisme cérébral pourrait altérer de manière pathologique l’équilibre entre la fission et la fusion mitochondriales », explique Preethy S. Sridharan, Ph.D., auteur principal de l’étude. « L’équilibre homéostatique normal de la fission et de la fusion mitochondriales permet aux mitochondries de produire suffisamment d’énergie pour la cellule tout en séquestrant et en éliminant les parties endommagées. Étant donné les besoins énergétiques très élevés du cerveau, cela est particulièrement important pour la santé du cerveau tout au long de notre vie. »

Le processus est régi par l’interaction de deux protéines cellulaires : Fis1 et Drp1. Il a été démontré précédemment que d’autres maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer (MA) et la maladie de Huntington, présentent une fission mitochondriale pathologiquement élevée en raison d’une expression élevée de Drp1. Ici, l’équipe de recherche a découvert que la fission mitochondriale est également pathologiquement élevée dans les lésions cérébrales traumatiques chez la souris et l’homme, mais qu’elle est causée par une expression accrue de Fis1, plutôt que de Drp1.

Ils ont ensuite testé si la réduction pharmacologique de la fission mitochondriale excessive pendant seulement deux semaines après un traumatisme crânien, en administrant un petit agent peptidique appelé P110 qui bloque l’interaction de Fis1 et Drp1, pouvait arrêter ce processus et protéger le cerveau. Le P110 a été précédemment découvert et développé par le co-auteur principal Xin Qi, Ph.D., professeur Jeanette M. et Joseph S. Silber de sciences du cerveau au département de physiologie et de biophysique de la CWRU et codirecteur du centre de recherche et de thérapeutique mitochondriale de la CWRU.

« Un bref traitement au P110 pendant la période aiguë suivant un traumatisme crânien a normalisé de manière permanente la fission/fusion mitochondriale et a empêché des lésions cérébrales ultérieures, notamment des lésions oxydatives, une détérioration de la barrière hémato-encéphalique, une dégénérescence axonale et des troubles cognitifs, 17 mois plus tard. Cela équivaut à plusieurs décennies chez les personnes », a expliqué le Dr Andrew A. Pieper, Ph.D., auteur principal de l’étude et directeur du Brain Health Medicines Center du Harrington Discovery Institute à l’UH. « Le même traitement administré beaucoup plus tard n’a cependant eu aucun effet protecteur. Il existe donc une fenêtre temporelle critique après un traumatisme crânien pendant laquelle ce traitement peut être efficace. »

L’équipe espère que le P110 ou un composé apparenté sera testé cliniquement chez les patients souffrant de lésions cérébrales traumatiques aiguës. « Les prochaines étapes de la recherche scientifique fondamentale impliqueront une utilisation plus poussée de ce modèle pour obtenir de nouvelles perspectives supplémentaires sur la compréhension de la physiopathologie et des possibilités de traitement de ce problème important », a expliqué le Dr Qi.

En plus d’étendre leur étude à d’autres modèles précliniques de lésions cérébrales traumatiques, l’équipe de recherche prévoit également de déterminer si le mécanisme qu’elle a découvert pourrait jouer un rôle dans la raison pour laquelle les lésions cérébrales traumatiques accélèrent la maladie d’Alzheimer. Ils émettent l’hypothèse que la combinaison de l’augmentation de deux composants du même système (augmentation de Fis1 dans les lésions cérébrales traumatiques et augmentation de Drp1 dans la maladie d’Alzheimer) pourrait provoquer un effet délétère synergique qui accélère considérablement le développement et la gravité de la maladie d’Alzheimer après que les patients ont subi un traumatisme cérébral.