Un nouveau modèle de recherche permet aux scientifiques de tester des traitements pour les maladies neurodégénératives rares

Un nouveau modèle de recherche permet aux scientifiques de tester des traitements pour les maladies neurodégénératives rares

Grâce à un nouveau modèle de recherche développé par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison, les scientifiques pourront tester des traitements pour un groupe de maladies neurodégénératives rares qui touchent pour la première fois les nourrissons et les jeunes enfants.

Les paraplégies spastiques héréditaires (HSP) sont un groupe de maladies neurodégénératives causées par des mutations génétiques. Ils amènent des dizaines de milliers d’enfants à développer un tonus musculaire accru dans leurs membres inférieurs, entraînant une faiblesse de leurs jambes et affectant finalement leur capacité à ramper ou à marcher.

Les enfants porteurs de ces mutations présentent des signes de maladie dès l’âge de six mois. Entre deux et cinq ans, ces enfants sont confinés dans des fauteuils roulants et ne pourront malheureusement jamais marcher.

Anjon Audhya, professeur, département de chimie biomoléculaire, UW-Madison

Audhya explique que de nombreux scientifiques n'ont pas étudié la paraplégie spastique parce qu'il n'existait pas de bon modèle pour étudier les origines de la maladie ou tester des traitements. Les modèles de souris précédents n'ont pas fonctionné parce que les voies neuronales qui transportent les informations liées aux mouvements dans tout le corps semblent trop différentes de celles des humains, et les chercheurs n'ont pas encore mené d'essais cliniques sur des humains.

Audhya a travaillé avec une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l'UW-Madison pour étudier une mutation spécifique à l'origine de l'HSP chez les jeunes enfants. Ils ont ensuite utilisé ce qu'ils ont appris pour créer un meilleur modèle - ; chez le rat.

La mutation choisie par les chercheurs affecte une protéine appelée gène Trk-fused, ou TFG. Les protéines TFG saines agissent dans les cellules nerveuses ou les neurones pour transporter d'autres protéines d'une partie de la cellule à une autre. Le rôle d'un neurone est de transmettre des messages sous forme de signaux électriques entre le cerveau et le reste du corps.

Les protéines qui dépendent du TFG pour le transport maintiennent ces voies neuronales saines et aident à contrôler les signaux électriques que le cerveau envoie au corps et ceux à inhiber. En équilibrant les bons niveaux de stimulation, les neurones peuvent contrôler des mouvements tels que B. la contraction des muscles des jambes impliqués dans la marche.

Chez les jeunes enfants présentant une mutation sur leur gène TFG, les protéines neuronales ne se déplacent pas efficacement dans leurs cellules nerveuses. Selon Audhya, cela peut entraîner un déséquilibre de la stimulation électrique, permettant à une abondance de signaux électriques d'être envoyés aux membres inférieurs, entraînant une augmentation du tonus musculaire. Au fil du temps, un tonus musculaire excessif entraîne une perte des capacités motrices.

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"Vous pouvez imaginer que si vous redressez très fort votre jambe et dépensez toute votre énergie à contracter ce muscle, il est très difficile de le bouger", explique Audhya, qui est également doyenne associée principale pour la recherche fondamentale, la biotechnologie et les études supérieures à l'École de médecine et de santé publique de l'UW.

À la recherche d’un modèle réalisable, les chercheurs se sont tournés vers les rats pour aider ces enfants. L’équipe a utilisé la technologie d’édition génétique CRISPR pour créer les mutations conduisant à l’HSP dans les embryons de rat. Cela leur a permis d’étudier la progression de la maladie dès le début du développement et de suivre la progression des symptômes après la naissance.

Non seulement les voies neuronales des rats sont plus proches de celles des humains, mais les chercheurs ont également découvert que les symptômes chez les rats se développaient de manière similaire à ceux des enfants atteints de HSP. Cela s’est également produit si rapidement que les scientifiques devraient pouvoir tester facilement la faisabilité de thérapies potentielles.

"L'exercice est le seul traitement disponible pour ces patients, et c'est vraiment insatisfaisant", déclare Audhya. "Je pense que nous avons fait un grand pas en avant en n'ayant qu'un seul modèle capable de tester différentes hypothèses. C'est grand à mon avis."

Les détails complexes de la chimie biomoléculaire peuvent sembler banals à certains, mais une recherche fondamentale comme celle-ci fascine Audhya. Ce n’est que lorsqu’il a reçu une subvention de la Spastic Paraplegia Foundation qui lui a permis d’interagir avec des patients HSP qu’il a pleinement compris l’impact potentiel que son travail pouvait avoir.

"Il s'agit de populations mal desservies. Il est peu probable qu'une société pharmaceutique consacre d'importantes ressources à une si petite population touchée. Au lieu de cela, elle se concentrera sur des maladies comme la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson", dit-il. "J'ai donc l'impression qu'il s'agit d'une maladie qui est généralement négligée et dans laquelle on sous-investit, et voici un domaine dans lequel nous pouvons faire la différence."

Audhya a déclaré qu'il espère que ce nouveau modèle incitera davantage de scientifiques à étudier l'HSP afin de mieux comprendre comment la maladie se développe et, à terme, d'améliorer l'accès aux traitements qui aident les enfants vivant avec cette maladie.

Source:

Université du Wisconsin-Madison

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