Des chercheurs identifient des changements vasculaires dans le cerveau liés à la maladie d’Alzheimer

La barrière hémato-encéphalique, un réseau de vaisseaux sanguins et de tissus qui nourrit et protège le cerveau des substances nocives circulant dans le sang, est perturbée dans la maladie d’Alzheimer. Des chercheurs de la Mayo Clinic et leurs collaborateurs ont découvert des signatures moléculaires uniques de dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement de la maladie.

Leurs conclusions sont publiées dans Communications naturelles.

“Ces signatures ont un fort potentiel pour devenir de nouveaux biomarqueurs capturant les changements cérébraux liés à la maladie d’Alzheimer”, déclare l’auteur principal Nilüfer Ertekin-Taner, MD, Ph.D., président du département de neurosciences de la clinique Mayo et responsable du département de génétique de la maladie d’Alzheimer. Laboratoire des maladies et des endophénotypes de la Mayo Clinic en Floride.

Pour mener l’étude, l’équipe de recherche a analysé des tissus cérébraux humains provenant de la banque de cerveaux de la Mayo Clinic, ainsi que des ensembles de données publiés et des échantillons de tissus cérébraux provenant d’institutions collaboratrices. La cohorte de l’étude comprenait des échantillons de tissus cérébraux de 12 patients atteints de la maladie d’Alzheimer et de 12 patients sains sans maladie d’Alzheimer confirmée.

Tous les participants avaient fait don de leurs tissus pour la science. En utilisant ces données et des ensembles de données externes, l’équipe a analysé des milliers de cellules dans plus de six régions du cerveau, ce qui en fait l’une des études les plus rigoureuses sur la barrière hémato-encéphalique dans la maladie d’Alzheimer à ce jour, selon les chercheurs.

Ils se sont concentrés sur les cellules vasculaires cérébrales, qui constituent une petite partie des types de cellules du cerveau, pour examiner les changements moléculaires associés à la maladie d’Alzheimer. En particulier, ils ont examiné deux types de cellules qui jouent un rôle important dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique : les péricytes, les gardiens du cerveau qui maintiennent l’intégrité des vaisseaux sanguins, et leurs cellules de soutien appelées astrocytes, pour déterminer si et comment ils interagissent.

Ils ont découvert que les échantillons de patients atteints de la maladie d’Alzheimer présentaient une communication altérée entre ces cellules, médiée par une paire de molécules appelées VEGFA, qui stimule la croissance des vaisseaux sanguins, et SMAD3, qui joue un rôle clé dans les réponses cellulaires à l’environnement extérieur.

En utilisant des modèles cellulaires et de poisson zèbre, les chercheurs ont validé leur découverte selon laquelle des niveaux accrus de VEGFA conduisent à des niveaux plus faibles de SMAD3 dans le cerveau.

L’équipe a utilisé des cellules souches provenant d’échantillons de sang et de peau de patients atteints de la maladie d’Alzheimer et de ceux du groupe témoin. Ils ont traité les cellules avec du VEGFA pour voir comment cela affectait les niveaux de SMAD3 et la santé vasculaire globale. Le traitement au VEGFA a provoqué une baisse des niveaux de SMAD3 dans les péricytes cérébraux, indiquant une interaction entre ces molécules.

Selon les chercheurs, les donneurs présentant des taux sanguins de SMAD3 plus élevés présentaient moins de dommages vasculaires et de meilleurs résultats liés à la maladie d’Alzheimer. L’équipe affirme que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer l’impact des niveaux de SMAD3 dans le cerveau sur les niveaux de SMAD3 dans le sang.

Les chercheurs prévoient d’étudier plus en profondeur la molécule SMAD3 et ses conséquences vasculaires et neurodégénératives dans la maladie d’Alzheimer et également de rechercher d’autres molécules potentiellement impliquées dans le maintien de la barrière hémato-encéphalique.