Les bénéfices de l’exercice pour la santé cérébrale et contre le déclin cognitif, y compris au cours du vieillissement normal, commencent à être bien documentés. Cependant, de nombreuses personnes âgées ne peuvent plus pratiquer. Ces travaux d’une équipe de neurobiologistes de l’University of California – San Francisco soutiennent que ces bénéfices cérébraux de l'exercice pourraient être obtenus avec une seule protéine. Les résultats, présentés dans la revue Science, ouvrent la voie à de nouveaux médicaments de maintien cognitif avec l’âge.
Cette protéine du foie, Gpld1, encore peu étudiée, pourrait apporter les bienfaits connus de l'exercice sur le cerveau vieillissant, mais sans avoir à le pratiquer, conclut cette étude, de scientifiques de l'UC San Francisco, menée sur la souris. Sous confirmation des mêmes processus chez l’Homme, les résultats pourraient conduire à de nouvelles thérapies neuroprotectrices pour les personnes privées d’exercice, en raison de limitations physiques. L'équipe travaille maintenant à mieux comprendre comment la protéine en question interagit avec d'autres systèmes de signalisation biochimiques pour produire ses effets stimulants pour le cerveau.
Une simple protéine contre le déclin cognitif lié à l'âge ?
L’exercice est aujourd’hui reconnu comme l'un des moyens les plus puissants de protéger contre le déclin cognitif lié à l'âge : il a été démontré que l’exercice booste la cognition, y compris chez les personnes à risque génétique de maladie neurodégénérative comme la maladie d'Alzheimer ou la démence frontotemporale. Mais de nombreuses personnes âgées ne sont pas en mesure de pratiquer régulièrement et de nombreuses équipes cherchent donc à reproduire ces effets neuroprotecteurs, avec un médicament.
Une protéine dans le sang associée à la santé cognitive : lorsque les souris ont bien pratiqué l’exercice, leur foie sécrète une protéine, appelée Gpld1, retrouvée à niveaux plus élevés dans le sang. Or ces niveaux sont associés de manière dose-dépendante à une amélioration de la fonction cognitive chez ces souris âgées. Il se trouve que cette étude démontre aussi que l'enzyme est élevée, également, dans le sang des personnes âgées qui pratiquent régulièrement de l'exercice.
Une simple augmentation de Gpld1
confère des avantages cérébraux similaires à l'exercice régulier. La démonstration est ici réalisée chez la souris. Mais l’hypothèse d’un nouveau médicament est née : « S'il y avait un médicament qui produisait les mêmes avantages cérébraux que l'exercice, tout le monde le prendrait. Notre étude suggère qu'au moins certains de ces avantages pourraient un jour être disponibles sous forme de pilules », résume l’auteur principal, le Dr Saul Villeda, professeur d'anatomie et de physiothérapie à l’UCSF.
Son équipe avait déjà montré que les facteurs biologiques présents dans le sang de jeunes souris peuvent rajeunir le cerveau vieillissant de souris plus âgées, et inversement, les facteurs dans le sang de souris plus âgées peuvent entraîner un déclin cognitif prématuré chez de jeunes souris.
Quels facteurs sanguins liés à l’exercice et à la santé cognitive ? L’objectif, ensuite était donc d’identifier les facteurs transmissibles par le sang qui, boostés par l’exercice, peuvent rajeunir le cerveau vieillissant. En prélevant du sang sur des souris âgées s’exerçant régulièrement et en l’administrant à des souris âgées sédentaires, les chercheurs constatent, au bout de 4 semaines, des améliorations spectaculaires dans l'apprentissage et la mémoire chez les souris âgées. En examinant le cerveau des animaux, ils identifient des preuves d'une production accrue de nouveaux neurones dans l'hippocampe.
La mesure des niveaux de différentes protéines solubles dans le sang des souris actives par rapport aux souris sédentaires permet d’identifier 30 protéines clés dont 19 produites par le foie et précédemment liées à des fonctions de contrôle du métabolisme. 2 de ces protéines – Gpld1 et Pon1 – se révèlent particulièrement importantes pour les processus métaboliques et Gpld1 apparaît étroitement liés aux améliorations des performances cognitives des animaux.
1 seule molécule apporte les nombreux bénéfices de l’exercice : finalement, une seule molécule apporte de manière significative de nombreux avantages de l'exercice sur le cerveau. « Grâce à cette protéine, le foie répond à l'activité physique et dit au vieux cerveau de devenir jeune ». C’est un exemple remarquable de communication foie-cerveau : la protéine ne passe pas par la barrière hémato-encéphalique mais favorise les voies qui réduisent l'inflammation et la coagulation sanguine dans tout le corps.
L’équipe avance ainsi dans la compréhension de l’interaction de Gpld1 avec les autres systèmes de signalisation biochimiques pour produire ses effets stimulant le cerveau dans l’objectif d'identifier des cibles thérapeutiques spécifiques qui pourraient reproduire les nombreux avantages protecteurs de l'exercice pour le cerveau vieillissant.
Source: Science 10 July 2020 DOI: 10.1126/science.aaw2622 Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain
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