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Alzheimer : le rôle de la protéine APOE4 mieux compris

Gros plan de deux cellules sur fond noir.

À gauche, un astrocyte fonctionnel capable de détruire les lipides toxiques produits par les neurones. À droite, un astrocyte entreposant des lipides dans des gouttelettes (en mauve) et sécrétant des lipides toxiques dans le tissu environnant.

Photo : UNIGE/ A.-C. Gavin

Radio-Canada

Le rôle de la protéine APOE4 dans l’apparition de l’alzheimer, dont le lien avec la forme tardive de la maladie était connu, est maintenant mieux cerné grâce aux travaux de scientifiques suisses.

La chercheuse Karina Lindner et ses collègues des universités de Genève et de Zurich ont montré comment cette protéine modifie le transport des lipides et contribue à l'émergence de la maladie neurodégénérative.

Repères

  • L’apolipoprotéine E (APOE) est une protéine produite par un gène situé sur le chromosome 19.
  • Il existe trois formes du gène de l’APOE, comportant les allèles ε2, ε3 et ε4.
  • Ces allèles produisent ainsi trois formes différentes de protéines de type APOE (APOE2, APOE3 et APOE4).
  • L’APOE4 est associée à un risque plus grand de développer tardivement l’alzheimer.

Un cerveau et ses cellules

Le bon fonctionnement des neurones dans le cerveau dépend de nombreux autres types de cellules, dont les astrocytes. Ces cellules en forme d’étoile, présentes en très grand nombre dans le cerveau, assurent la survie des neurones en les nourrissant et en les détoxifiant à l’aide de la protéine APOE qu’elles sécrètent.

Cette protéine assure la détoxification des neurones en les débarrassant de leurs déchets lipidiques, qui peuvent devenir nocifs. Comme les neurones sont incapables d’éliminer seuls ces déchets, l'APOE entre en jeu pour les collecter et les ramener aux astrocytes, où ils sont détruits.

Environ 15 % des personnes possèdent la forme APOE4 de la protéine, ce qui multiplie par dix leur risque de développer un jour la maladie.

Une protéine trop efficace

Jusqu’à aujourd’hui, aucune étude n’avait réussi à établir clairement les mécanismes qui lient l’APOE4 à l’alzheimer, mais certains chercheurs avançaient que la protéine cessait de fonctionner correctement. Les présents travaux montrent que c’est tout le contraire, et qu'elle est en fait trop efficace.

Cette protéine, en déclenchant la sécrétion lipidique des astrocytes, provoque l’accumulation de lipides néfastes pour les neurones, ce qui contribue à l'apparition de la maladie, notent dans un communiqué les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Cell Reports (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Des travaux qui ont permis d’identifier de nouveaux mécanismes moléculaires qui expliquent comment l'APOE se lie aux membranes des astrocytes pour y détecter et en extraire les lipides dont elle a besoin.

Des expériences in vitro menées sur des lignées cellulaires humaines porteuses des différentes variantes de l’APOE ont aussi montré que cette protéine est extrêmement efficace pour transporter les lipides potentiellement nocifs produits dans les neurones.

« À notre grande surprise, l'APOE4 s’est avérée encore plus efficace que les autres formes de la protéine. Ainsi, contrairement à ce que l’on pensait jusqu’ici, le problème n’est pas que l’APOE4 cesse de fonctionner, mais l’inverse : le mécanisme s’emballe. »

— Une citation de  Katharina Beckenbauer, co-première auteure de l’étude

Mission détournée

Lorsque les astrocytes vieillissent, ils deviennent moins efficaces et se mettent à accumuler les lipides plutôt que de les détruire, expliquent les chercheurs.

Nous avons expérimentalement modélisé ce processus et observé les molécules sécrétées par les astrocytes, explique Karina Lindner, également co-première auteure de ces travaux.

Cette expérience a permis aux chercheurs d'observer comment le vieillissement cellulaire détourne l'APOE de sa fonction première, c’est-à-dire le transport de lipides vers les neurones et la récupération des déchets lipidiques, vers la sécrétion de triglycérides, des lipides qui peuvent devenir néfastes s’ils ne sont pas détruits.

De plus, les chercheurs ont déterminé que ce phénomène est exacerbé avec l'APOE4, qui stimule la sécrétion de triglycérides, entraînant leur accumulation incontrôlée.

Cette accumulation pourrait, selon les chercheurs, contribuer à la mort des neurones, l’une des caractéristiques de la maladie d’Alzheimer.

« L’APOE4 présenterait ainsi la capacité d’accélérer le processus pathologique de la maladie. »

— Une citation de  La chercheuse Karina Lindner

L’équipe va maintenant travailler à mieux détailler l’action de l’APOE et surtout de son variant E4. Son objectif est de savoir comment la sécrétion de ces lipides potentiellement nocifs est régulée et si cette sécrétion peut être détectée chez des personnes souffrant de la maladie d’Alzheimer.

L'alzheimer est la cause la plus fréquente de démence. Pas moins de 564 000 Canadiens sont actuellement atteints d’alzheimer ou d’une maladie apparentée. Dans 15 ans, ils seront 937 000, estime la Société Alzheimer du Canada.

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