Les chercheurs ont réalisé une nouvelle avancée dans la recherche sur la mémoire en modifiant génétiquement la protéine LIMK1 et en l’activant avec la rapamycine. Cette approche innovante montre le potentiel de traiter les maladies neuropsychiatriques liées à la mémoire et de faire progresser la recherche neurologique.
Des chercheurs de la Faculté de médecine et de chirurgie de l’Université catholique de Rome et de la Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS ont développé une protéine modifiée qui améliore la mémoire.
Des neuroscientifiques de la Faculté de médecine et de chirurgie de l’Université catholique de Rome et de la Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS ont modifié génétiquement une molécule, la protéine LIMK1, normalement active dans le cerveau et jouant un rôle clé dans la mémoire.
Ils ont ajouté un « interrupteur moléculaire » qui est activé par l’administration du médicament rapamycine, connu pour ses nombreux effets anti-âge sur le cerveau.
Étude collaborative aux implications importantes
C’est le résultat d’une étude publiée dans le magazine Avancement de la science, qui comprend l’Université catholique de Rome et la Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS. L’étude a été coordonnée par Claudio Grassi, professeur de physiologie et directeur du département de neurosciences.
La recherche a été soutenue par le ministère italo-américain de l’Éducation, des Universités et de la Recherche. La maladie d’Alzheimer La Fondation de l’Association et le ministère italien de la Santé ont de grandes applications potentielles, en améliorant notre compréhension de la fonction de mémoire et en facilitant l’identification de solutions innovantes pour les maladies neuropsychiatriques telles que la démence.
Rôle de LIMK1 dans les processus de mémoire
La protéine LIMK1 joue un rôle crucial dans la détermination des changements structurels dans les neurones, en particulier dans la formation d’épines dendritiques, qui améliorent la transmission de l’information dans les réseaux neuronaux et sont essentielles aux processus d’apprentissage et de mémoire.
Le professeur Claudio Grassi, auteur principal de l’étude, explique : « La mémoire est un processus complexe qui implique des modifications dans les synapses, qui sont les connexions entre les neurones, dans des zones spécifiques du cerveau comme l’hippocampe, une structure neuronale qui joue un rôle crucial. dans la formation de la mémoire.
« Ce phénomène, connu sous le nom de plasticité synaptique, implique des changements dans la structure et la fonction des synapses qui se produisent lorsqu’un circuit neuronal est activé, par exemple par des expériences sensorielles. Le professeur Grassi ajoute : « Ces expériences favorisent l’activation de voies de signalisation complexes qui impliquent de nombreuses protéines.
« Certaines de ces protéines sont particulièrement importantes pour la mémoire. En effet, une diminution de l’expression ou des modifications de ces protéines sont associées à des modifications des fonctions cognitives. L’une de ces protéines est LIMK1. Le but de notre étude était de réguler l’activité de cette protéine, car elle joue un rôle clé dans la maturation des épines dendritiques entre neurones. Le professeur Grassi souligne que contrôler LIMK1 à l’aide d’un médicament signifie pouvoir améliorer la plasticité synaptique, et donc les processus physiologiques qui en dépendent.
La stratégie génétique chimique : une nouvelle approche de l’amélioration de la mémoire
« La clé de cette stratégie ‘chimique’ innovante, qui combine génétique et chimie, est précisément liée à l’utilisation de la rapamycine », un médicament immunosuppresseur, ajoute Christian Riboli, professeur agrégé de physiologie à l’Université catholique et premier auteur de l’étude. Un médicament connu pour augmenter l’espérance de vie et pour ses effets bénéfiques sur le cerveau, dans des modèles précliniques.
« Nous avons modifié la séquence de la protéine LIMK1 en introduisant un switch moléculaire qui permet de l’activer, à la demande, par l’administration de rapamycine », confirme le Professeur Riboli.
« Chez les animaux présentant un déclin cognitif lié à l’âge, l’utilisation de cette thérapie génique pour modifier la protéine LIMK1 et l’activer avec un médicament a entraîné une amélioration significative de la mémoire. Cette approche nous permet d’aborder les processus de plasticité synaptique et de mémoire dans des conditions physiologiques et pathologiques. De plus, cela ouvre la voie au développement de protéines plus « artificielles » qui pourraient révolutionner la recherche et les traitements en neurosciences.
« La prochaine étape sera de valider l’efficacité de ce traitement dans des modèles expérimentaux de maladies neurodégénératives montrant des déficits de mémoire, comme la maladie d’Alzheimer. D’autres études seront également nécessaires pour valider l’utilisation de cette technologie chez l’homme. »
Référence : « Ingénierie de la mémoire avec une kinase extrinsèquement perturbée » par Christian Riboli, Honor Daghlian, Pietro Reyna, Francesco Pastore, Fabiola Pacello, Raimondo Solazzo, Marco Rinaudo, Martina Battistoni, Sara Martini, Antonella Tramutola, Andrea Satin, Eugenio Baroni, Takeo Sanyoshi . , Tommaso Felin, Yasunori Hayashi et Claudio Grassi, 15 novembre 2023, Avancement de la science.
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