Publié le 9 décembre 2023 16:30:00. Une nouvelle étude de Weill Cornell Medicine suggère que les neurones dopaminergiques, essentiels au contrôle des mouvements et à la motivation, pourraient être particulièrement vulnérables au vieillissement en raison d’une fragilité énergétique intrinsèque, offrant ainsi une piste potentielle pour comprendre la maladie de Parkinson.
- Des chercheurs ont découvert que ces neurones stockent du glycogène, une réserve de glucose, pour maintenir leur fonctionnement en cas de pénurie énergétique.
- Cette capacité de stockage, régulée par l’activité dopaminergique, pourrait paradoxalement les rendre plus sensibles aux carences en glucose avec l’âge.
- Cette vulnérabilité énergétique pourrait expliquer la dégénérescence de ces neurones observée dans la maladie de Parkinson.
Les neurones dopaminergiques, situés dans une région spécifique du mésencéphale, jouent un rôle crucial dans la régulation des mouvements volontaires, de l’apprentissage et de la motivation. Leur dysfonctionnement et leur perte progressive sont caractéristiques de la maladie de Parkinson, une affection neurologique débilitante qui affecte des millions de personnes dans le monde. Si les causes exactes de cette dégénérescence restent floues, les scientifiques s’accordent à dire que le vieillissement et des facteurs environnementaux pourraient jouer un rôle important.
L’étude, publiée le 5 décembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, apporte un nouvel éclairage sur la vulnérabilité particulière de ces neurones. L’équipe de recherche de Weill Cornell Medicine a observé que les neurones dopaminergiques du mésencéphale, dotés d’une structure complexe avec de nombreuses ramifications, ont des besoins énergétiques importants. Pour y faire face, ils accumulent du glycogène, une forme de stockage du glucose, leur permettant de maintenir leur activité même lorsque l’apport sanguin en glucose diminue temporairement.
Cependant, cette réserve énergétique n’est pas sans risque. Les chercheurs ont découvert que la production de glycogène est directement liée à l’activité des récepteurs dopaminergiques D2 présents sur les neurones. Plus la production de dopamine est élevée, plus le stockage de glycogène est important. Or, une diminution de la production de dopamine entraîne une réduction du stockage de glycogène, rendant les neurones plus fragiles face aux carences en glucose. Lorsque les réserves de glycogène sont épuisées, les neurones deviennent hypersensibles au manque de glucose et cessent rapidement de fonctionner.
« Cette vulnérabilité peut expliquer la mort de ces neurones du mésencéphale dans la maladie de Parkinson et est cohérente avec l’idée selon laquelle l’insuffisance énergétique est un mode de défaillance courant dans les troubles neurologiques »,
Timothy Ryan, professeur tri-institutionnel de biochimie et de biophysique et professeur de biochimie en anesthésiologie à Weill Cornell Medicine.
Selon les chercheurs, une combinaison de facteurs – vieillissement, expositions environnementales et prédispositions génétiques – pourrait entraîner une diminution de la production de dopamine, amorçant ainsi une spirale de déclin énergétique et de dégénérescence neuronale. Ils soulignent que de nombreuses mutations génétiques associées à la maladie de Parkinson affectent le métabolisme cellulaire et pourraient aggraver cette vulnérabilité.
L’équipe de Timothy Ryan note également que certains médicaments antipsychotiques, en réduisant l’activité des récepteurs D2, pourraient diminuer le stockage de glycogène dans ces neurones, expliquant ainsi certains effets secondaires de type parkinsonien observés chez les patients.
« Notre hypothèse est également cohérente avec le fait que certains médicaments antipsychotiques, qui réduisent l’activité des récepteurs D2, réduisant vraisemblablement le stockage du glycogène dans ces neurones, peuvent provoquer des dysfonctionnements du mouvement de type Parkinson comme effets secondaires »,
Timothy Ryan, professeur tri-institutionnel de biochimie et de biophysique et professeur de biochimie en anesthésiologie à Weill Cornell Medicine.
Si ces découvertes sont confirmées, des stratégies thérapeutiques visant à renforcer la résilience énergétique des neurones dopaminergiques pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches pour prévenir ou ralentir la progression de la maladie de Parkinson. Les chercheurs prévoient désormais d’étudier le stockage de glycogène dans d’autres types de neurones afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués et d’identifier de potentielles cibles thérapeutiques. Camila Pulido, associée de recherche en biochimie et biophysique, précise : « Nous voulons d’abord examiner comment les différentes populations de neurones dopaminergiques à travers le système nerveux diffèrent dans leur stockage de glycogène. »
Cette recherche a été financée par l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (National Institute of Neurological Disorders and Stroke) et par Aligning Science Across Parkinson’s, via la Fondation Michael J. Fox pour la recherche sur la maladie de Parkinson.
Jim Schnabel est un écrivain indépendant pour Weill Cornell Medicine.