Cette équipe de la Chalmers University of Technology (Suède) révèle un nouveau processs délétère dans la maladie de Parkinson : la protéine caractéristique de la maladie, l’alpha-synucléine endommage les membranes cellulaires et les mitochondries. Ces travaux, présentés dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine, qui éclairent l’action délétère de l'α-synucléine au niveau moléculaire, permettent de progresser dans la compréhension du développement de Parkinson.
La maladie de Parkinson est une maladie incurable au cours de laquelle les neurones, les cellules nerveuses du cerveau, se dégradent progressivement, ce qui perturbe les fonctions cérébrales. Les symptômes peuvent inclure des tremblements involontaires du corps et la maladie peut causer de grandes souffrances. Face au vieillissement des populations et de la prévalence croissante de la maladie, de nombreuses équipes de recherche travaillent à comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à l’action de l'α-synucléine qui conduit à la dégénérescence des neurones.
L'α-synucléine se lie aux membranes des mitochondries, pour les détruire
Chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, des amas d'α-synucléine (alpha-synucléine), détruisent les membranes cellulaires, entraînant la mort des neurones. Ces scientifiques de Chalmers, décryptent comment de petites quantités d'α-synucléine causent ces dommages au cerveau.
Les mitochondries, les microcentrales énergétiques dans les cellules, sont endommagées par les «amyloïdes» de l'α-synucléine. Les amyloïdes sont des amas de protéines disposées en longues fibres avec une structure centrale bien ordonnée, et leur formation est à l'origine de nombreux troubles neurodégénératifs, dont Alzheimer notamment. Les amyloïdes ou même des amas plus petits d'α-synucléine peuvent se lier aux membranes mitochondriales et les détruire, mais les mécanismes précis restaient jusque-là inconnus.
Les scientifiques se concentrent ici sur 2 types différents de vésicules membranaires,
- L’un constitué de lipides qui se trouvent souvent dans les vésicules synaptiques,
- l'autre de lipides liés aux membranes mitochondriales.
Ils démontrent que la protéine de Parkinson se lie aux deux types de vésicules, mais n’entraîne que des changements structurels aux vésicules de type mitochondrial, qui se déforment, fuient et laissent passer leur contenu.
La méthode utilisée est suffisamment sensible pour observer l'α-synucléine interagir avec les vésicules au niveau individuel : l'α-synucléine se lie aux membranes mitochondriales et les détruit, mais ne détruit pas les membranes des vésicules de type synaptique. Les dommages sur les membranes mitochondriales se produisent à très faible concentration. Il était jusque-là impossible d’étudier l’action de la protéine à si faible concentration, mais ici les chercheurs utilisent une technique de microscopie de pointe, évitant les marqueurs fluorescents (qui peuvent altérer les réactions biologiques).
Ces travaux décryptent ainsi des différences de réaction chimique entre l'α-synucléine et les deux types de vésicules lipidiques. Si la chimie des lipides n'est pas le seul facteur déterminant, la liaison de l'α-synucléine se lie aux membranes mitochondriales sont une cause probable de dommages aux cellules du cerveau.
Les scientifiques cherchent à optimiser encore la méthode afin de pouvoir suivre non seulement chaque vésicule individuelle mais aussi chaque protéine une par une, même si elles ne font que 1-2 nanomètres.
Source : PNAS June 8, 2020 DOI : 10.1073/pnas.1914670117 Single-vesicle imaging reveals lipid-selective and stepwise membrane disruption by monomeric α-synuclein
Plus sur Parkinson sur Neuro Blog
