Les scientifiques réussissent à restaurer le système d’élimination des déchets dans le cerveau

La maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et d’autres troubles neurologiques peuvent être considérées comme des maladies « polluantes pour le cerveau », car le cerveau lutte pour se débarrasser des déchets nocifs. Le vieillissement est un facteur de risque majeur, car à mesure que nous vieillissons, la capacité du cerveau à éliminer les accumulations toxiques ralentit. Cependant, de nouvelles recherches chez la souris ont montré qu’il est possible d’inverser les effets liés à l’âge et de restaurer l’élimination des déchets dans le cerveau.

« Cette recherche montre que la restauration de la fonction des vaisseaux lymphatiques cervicaux peut considérablement sauver l’élimination plus lente des déchets cérébraux associés à l’âge », a déclaré le Dr Douglas Kelley, professeur de génie mécanique à la Hagem School of Engineering and Applied Science de l’Université de Rochester. .

« De plus, cela a été réalisé en utilisant un médicament déjà utilisé en clinique, offrant ainsi une stratégie thérapeutique potentielle. » Kelly est l’un des principaux auteurs de l’étude, parue dans la revue Nature vieillissante En collaboration avec le Dr Maiken Nedergaard, MD, PhD, codirecteur du Centre de neurologie translationnelle de l’Université.

Nedergaard et ses collègues ont décrit pour la première fois le système lymphatique en 2012, un processus unique d’élimination des déchets dans le cerveau qui utilise le liquide céphalo-rachidien pour éliminer les excès de protéines générés par les neurones avides d’énergie et d’autres cellules du cerveau au cours d’une activité normale. Cette découverte a ouvert la voie à de nouvelles façons potentielles de traiter des maladies généralement associées à l’accumulation de déchets protéiques dans le cerveau, telles que la maladie d’Alzheimer (bêta-amyloïde et tau) et la maladie de Parkinson (alpha-synucléine).

Dans un cerveau jeune et en bonne santé, le système lymphatique réussit bien à se débarrasser de ces protéines toxiques. Cependant, à mesure que nous vieillissons, ce système ralentit, ouvrant la voie à ces maladies.

Un réseau de petites pompes extrait les déchets du cerveau

Une fois que le liquide céphalo-rachidien est surchargé de déchets protéiques, il doit se frayer un chemin vers le système lymphatique et éventuellement vers les reins, où il est traité avec d’autres déchets présents dans l’organisme. La nouvelle recherche combine des techniques d’imagerie avancées avec le suivi des particules pour décrire le parcours à travers les vaisseaux lymphatiques cervicaux du cou par lequel la moitié du liquide céphalo-rachidien sale sort du cerveau.

En plus de mesurer le débit du liquide céphalo-rachidien, les chercheurs ont pu surveiller et enregistrer la pulsation des vaisseaux lymphatiques du cou, qui aident à éliminer le liquide céphalo-rachidien du cerveau.

« Contrairement au système cardiovasculaire, qui possède une grande pompe, le cœur, les fluides du système lymphatique sont transportés par un réseau de petites pompes », explique Kelly. Ces pompes microscopiques, appelées vaisseaux lymphatiques, contiennent des valves pour empêcher le reflux et sont reliées les unes aux autres pour former des vaisseaux lymphatiques.

Les chercheurs ont découvert qu’à mesure que les souris vieillissaient, le taux de contractions diminuait et les valvules tombaient en panne. En conséquence, la vitesse du liquide céphalo-rachidien sale s’écoulant du cerveau des souris plus âgées était 63 % plus lente que celle des animaux plus jeunes.

Un médicament bien connu qui rétablit le flux des fluides de nettoyage du cerveau

L’équipe a ensuite cherché à savoir si elle pouvait raviver les vaisseaux lymphatiques et a identifié un médicament appelé prostaglandine F2α, un composé de type hormonal couramment utilisé en médecine pour déclencher le travail et connu pour favoriser la contraction des muscles lisses. Les vaisseaux lymphatiques sont tapissés de cellules musculaires lisses, et lorsque les chercheurs ont appliqué le médicament sur les vaisseaux lymphatiques cervicaux chez des souris plus âgées, la fréquence des contractions a augmenté et le flux de liquide céphalo-rachidien sale provenant du cerveau est revenu au niveau d’efficacité observé chez les souris plus jeunes.

« Ces vaisseaux sanguins sont idéalement situés près de la surface de la peau, nous savons qu’ils sont importants et nous savons maintenant comment accélérer leur fonction », a déclaré Kelly. « On peut voir comment cette approche, peut-être combinée à d’autres interventions, pourrait constituer la base de futurs traitements pour ces maladies. »