Deux protéines qui partagent la capacité d’aider les cellules à traiter leurs déchets semblent avoir besoin l’une de l’autre pour faire leur travail et lorsqu’elles ne se connectent pas, il semble contribuer au développement de la maladie de Parkinson, rapportent les scientifiques.

Tout comme le réseau communautaire de gestion des ordures, les cellules ont aussi des sites d’ordures appelés lysosomes, où les protéines, qui fonctionnent mal pour des raisons d’âge ou autres, sont dégradées et potentiellement recyclables, a déclaré le Dr Wen-Cheng Xiong, neurobiologiste du développement et Weiss. Professeur de recherche au Collège médical de Géorgie à l’Université Georgia Regents.

À l’intérieur des lysosomes, d’autres protéines, appelées protéases, aident à couper les protéines qui ne peuvent plus faire leur travail et permettent la récupération de choses comme les acides aminés précieux. C’est un processus de dégradation cellulaire normal appelé autophagie qui aide les cellules à survivre et est particulièrement important dans les cellules telles que les neurones, qui se régénèrent extrêmement lentement, a déclaré Xiong, auteur correspondant de l’étude dans The Journal of Neuroscience.

La clé du processus – et comme les scientifiques l’ont montré, les uns aux autres – sont deux autres protéines, VPS35 et Lamp2a. VPS35 est essentiel pour la récupération des protéines membranaires vitales pour la fonction cellulaire. Les taux diminuent naturellement avec l’âge, et des mutations dans le gène VPS35 ont été trouvées chez des patients atteints d’une forme rare de Parkinson. VPS35 est également une partie critique d’un complexe protéique appelé un rétromère, qui a un rôle majeur dans le recyclage à l’intérieur des cellules. Lamp2a permet de mâcher et de dégrader les protéines inaptes à l’intérieur des lysosomes.

Si les deux ressemblent à un couple naturel, les scientifiques ont maintenant plus de preuves qu’ils le sont. Ils ont montré que sans VPS35 pour récupérer Lamp2a du site de rebut pour la réutiliser, Lamp2a, ou protéine membranaire lysosomale associée 2, sera dégradée et sa fonction vitale perdue.

Lorsque les scientifiques ont généré des souris déficientes en VPS35, les souris présentaient des déficits semblables à ceux de Parkinson, y compris un contrôle moteur altéré. Quand ils ont regardé plus loin, ils ont trouvé que les lysosomes à l’intérieur des neurones dopaminergiques, qui sont des cibles dans la maladie de Parkinson, ne fonctionnaient pas correctement chez les souris. En fait, sans VPS35, la dégradation de Lamp2a elle-même est accélérée. Par conséquent, une autre protéine, l’alpha-synucléine, qui est normalement détruite par Lamp2a, est augmentée. L’alpha-synucléine est une composante majeure des agrégats protéiques anormaux, appelés corps de Lewy, retrouvés dans le cerveau des patients atteints de la maladie de Parkinson.

« Si l’alpha-synucléine n’est pas dégradée, elle s’accumule simplement. Si la fonction VPS35 est normale, nous ne verrons pas son accumulation « , a déclaré Xiong.

Inversement, lorsque les scientifiques de MCG ont augmenté l’expression de Lamp2a dans les neurones dopaminergiques des souris déficientes en VPS35, les niveaux d’alpha-synucléine ont été réduits, une conclusion qui soutient davantage le lien des trois protéines dans la capacité essentielle des neurones à traiter les indésirables. leurs lysosomes.

Sans lamp2a, les neurones dopaminergiques commencent essentiellement à produire plus de déchets plutôt qu’à l’éliminer. Le recyclage des objets de valeur tels que les acides aminés s’arrête essentiellement, et l’alpha-synucléine est libre de se déplacer vers d’autres endroits de la cellule ou d’autres régions du cerveau où elle peut endommager des protéines encore viables.

L’essentiel est que les neurones dopaminergiques sont perdus au lieu d’être conservés. Les scintigraphies cérébrales documentent les espaces vides où se trouvaient les neurones chez les patients atteints de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. L’un des nombreux problèmes avec le traitement de ces maladies est que, au moment où les espaces vides et parfois les symptômes associés sont apparents, beaucoup de dommages ont eu lieu, a déclaré Xiong.

La mise en place de ces pièces fournit plusieurs nouvelles cibles précoces pour l’intervention contre la maladie. « Tout est lié », a déclaré Xiong.

La dopamine est un produit chimique du cerveau avec de nombreux rôles, y compris le contrôle moteur, et les patients atteints de la maladie de Parkinson ont une perte des neurones qui sécrètent ce neurotransmetteur. Au moins chez les souris, VPS35 est naturellement exprimé dans les neurones dopaminergiques dans les zones du cerveau touchées par la maladie de Parkinson.

Xiong et ses collègues ont rapporté en 2011 que l’expression réduite de VPS35 permet à l’activité de la protéine BACE1 dormante chez les adultes sains d’augmenter avec l’accumulation de la plaque du cerveau qui est une caractéristique de la maladie d’Alzheimer. Xiong dit alors que la fonction VPS35 avec facultés affaiblies était probablement aussi un facteur de la maladie de Parkinson.

Dans un cercle vicieux défini, les déchets commencent à submerger le système d’élimination des déchets naturel de la cellule cérébrale. Les protéines commencent à être mal repliées et dysfonctionnelles, les protéines potentiellement destructrices telles que BACE1 et Lamp2a finissent au mauvais endroit et sont activées / inactivées, tandis que de bonnes protéines sont hachées et / ou de mauvaises protéines s’accumulent.

La maladie de Parkinson se caractérise par des tremblements incontrôlés, une démarche instable et une perte cognitive. La recherche a été financée par les National Institutes of Health et le ministère des Anciens Combattants. Le boursier postdoctoral Dr. Fulei Tang est le premier auteur de l’étude.