Une nouvelle compréhension des liens entre le sommeil, la protéine Tau et la démence
Des recherches ont montré que la protéine Tau(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), lorsqu’elle est présente dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, s’accumule sous forme d’agrégats comme des enchevêtrements et présente également beaucoup plus de sites de phosphorylation(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) que la protéine Tau des sujets en bonne santé. Il est intéressant de noter qu’il semble y avoir un chevauchement entre ces sites de phosphorylation observés chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et ceux induits par le sommeil. Marieke Hoekstra(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheuse au sein du projet sleepyTau(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et rattachée à l’Institut flamand pour la biotechnologie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (VIB) en Belgique, a souhaité approfondir la relation entre le sommeil et la phosphorylation de la protéine Tau. «Pendant le sommeil, la température du cerveau des mammifères diminue de 1 à 2 °C. Même si cette baisse est faible, elle suffit à activer des voies sensibles à la température susceptibles de modifier le fonctionnement du cerveau, notamment la phosphorylation de la protéine Tau», explique-t-elle. Si nous parvenons à comprendre quelle est la fonction de la protéine Tau phosphorylée (pTau) pendant le sommeil, nous aurons un premier indice sur la manière dont, au fil du temps, la pTau peut être associée à une maladie. Le projet sleepyTau, mené au sein du Laboratoire de communication neuronale dirigé par Patrik Verstreken(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), s’est donc donné pour objectif d’étudier la réorganisation des connexions cérébrales liée au sommeil dans l’hippocampe, une région du cerveau essentielle à la consolidation de la mémoire. L’hippocampe est également l’une des premières régions à être atteinte dans la maladie d’Alzheimer.
Un aperçu du cerveau endormi et de l’action de la protéine Tau
Afin de mieux comprendre l’influence de la protéine Tau sur la force des connexions neuronales dans l’hippocampe, l’équipe de sleepyTau a recouru à une technique consistant à placer des coupes cérébrales de souris sur un réseau d’électrodes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Grâce aux électrodes de ce dispositif, nous avons stimulé des neurones à un endroit donné et mesuré la manière dont les neurones en aval, c’est-à-dire ceux auxquels les neurones stimulés sont connectés, réagissaient à cette stimulation», ajoute Marieke Hoekstra, coordinatrice du projet financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). L’équipe a constaté que la réponse des neurones en aval est nettement plus forte lorsque les souris ont bien dormi. Fait intéressant, lorsque les souris ont bien dormi mais que leurs taux de protéine Tau sont réduits, la réponse des neurones en aval n’est pas aussi bonne. «C’est un indice clair en faveur de notre hypothèse selon laquelle la protéine Tau, et vraisemblablement la pTau, joue un rôle pendant le sommeil», note Marieke Hoekstra. Ces données suggèrent que la protéine Tau contribue à la communication neuronale dépendante du sommeil. Ces recherches s’inscrivent dans le cadre du projet DIVE into AD, également financé par l’UE, qui étudie le rôle de la protéine Tau dans la démence.
Un chevauchement intrigant entre les sites de phosphorylation de la protéine Tau observés pendant le sommeil et ceux liés à la neurodégénérescence
Marieke Hoekstra estime que le chevauchement entre les sites de phosphorylation de la protéine Tau induits par le sommeil et ceux observés dans la neurodégénérescence est si marqué qu’il soulève la question suivante: quelle est la fonction physiologique de ces sites de pTau pendant le sommeil? Une meilleure compréhension de ce processus pourrait fournir des indices sur la manière dont la pTau s’associe à la pathologie, la protéine Tau pouvant, au-delà de la formation d’agrégats, exercer sa fonction physiologique de manière excessive, ce qui pourrait contribuer à un dysfonctionnement neuronal. En collaboration avec son collègue Ryan Trouvé, au sein du laboratoire de Patrik Verstreken(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Marieke Hoekstra met actuellement au point un modèle visant à tester les implications fonctionnelles de ces sites de pTau. D’autres groupes de recherche avaient déjà découvert que la phosphorylation de la protéine Tau augmentait pendant le sommeil. sleepyTau a innové en prenant conscience que ce phénomène pouvait en réalité jouer un rôle physiologique et en développant cette hypothèse pour en faire un angle de recherche unique. Comme l’explique Marieke Hoekstra: «En comprenant comment les mécanismes fonctionnels de la nature peuvent se retourner contre nous, à l’instar de la croissance cellulaire qui échappe à tout contrôle dans le cancer, nous pourrons à terme élaborer de nouvelles stratégies pour, au moins, ralentir la progression de la maladie, à défaut de la guérir.»
