Une étude sur la maladie d’Alzheimer établit un lien entre le cholestérol et les amas de protéines toxiques

Le cholestérol augmente considérablement la toxicité d’un peptide impliqué dans la progression de la maladie d’Alzheimer, selon une recherche menée par des scientifiques du département de biochimie et de biophysique du Texas A&M’s College of Agriculture and Life Sciences.

Dmitry Kurouski, Ph.D., debout, et Kiryl Zhaliazka, assistant de recherche, ont mené une étude établissant un lien entre le cholestérol et la maladie d’Alzheimer. (Photo reproduite avec l’aimable autorisation du département de biochimie et de biophysique)

L’étude, intitulée “Lipids uniquely alter the secondary structure and toxicity of amyloid beta 1-42 aggregates” (Les lipides modifient de manière unique la structure secondaire et la toxicité des agrégats d’amyloïde bêta 1-42), réalisée par Dmitry Kurouski, docteur en sciences, et les assistants de recherche Kiryl Zhaliazka et Mikhail Matyeyenka, a bénéficié d’une bourse de recherche Maximizing Investigators’ Research Award de 1,5 million de dollars accordée par les National Institutes of Health. L’étude a été publiée dans le FEBS Journal, le journal de la Fédération des sociétés européennes de biochimie.

“L’étude a révélé que certains lipides peuvent accroître la toxicité des peptides bêta-amyloïdes, dont on pense qu’ils jouent un rôle dans le développement de la maladie d’Alzheimer”, a déclaré Kurouski, professeur adjoint et chercheur principal de l’étude, Bryan-College Station. “Plus précisément, nous avons découvert que l’interaction entre l’amyloïde bêta et les lipides peut entraîner la formation de petits amas toxiques appelés oligomères.

En outre, l’étude a montré que ces lipides peuvent modifier la forme de base, ou la structure secondaire, des peptides bêta-amyloïdes, ce qui peut encore accroître leur toxicité.

“Cette étude permet de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des effets toxiques de la bêta-amyloïde dans le cerveau”, a déclaré M. Kurouski.

Selon lui, les résultats de l’étude montrent un lien étroit entre la maladie d’Alzheimer et la modification de la composition lipidique des membranes neuronales, qui peut à son tour être affectée par le régime alimentaire d’une personne.

À propos de la maladie d’Alzheimer

La maladie d’Alzheimer provoque le rétrécissement du cerveau et la mort des cellules cérébrales. C’est la cause la plus fréquente de démence – un déclin progressif de la mémoire, de la pensée, du comportement et des aptitudes sociales – qui affecte la capacité globale d’une personne à fonctionner.

La maladie d’Alzheimer se caractérise par des fragments de protéines appelés bêta-amyloïde, qui se déposent dans les espaces entre les cellules nerveuses. Ces fragments de protéines peuvent s’agglomérer pour former des plaques amyloïdes dont on pense qu’elles jouent un rôle dans l’apparition de la sénilité.

“Bien que les mécanismes précis qui sous-tendent la maladie d’Alzheimer ne soient pas entièrement compris, certaines données suggèrent que l’accumulation de peptides bêta-amyloïdes dans le cerveau joue un rôle dans le développement de la maladie”, a déclaré M. Kurouski. “Plus précisément, on pense que l’agrégation de la bêta-amyloïde en plaques peut perturber la communication entre les neurones et, en fin de compte, conduire à la mort cellulaire.

Il ajoute que la relation entre les plaques de bêta-amyloïde et la maladie d’Alzheimer est complexe et que d’autres facteurs, tels que l’inflammation et l’accumulation d’une autre protéine appelée tau, seraient également impliqués.

“On sait que les peptides amyloïdes, y compris la bêta-amyloïde, interagissent avec les lipides dans le cerveau”, explique M. Kurouski. “Ces interactions peuvent jouer un rôle dans la formation des plaques amyloïdes et dans la pathologie de la maladie d’Alzheimer.

Si tous les peptides amyloïdes n’interagissent pas nécessairement avec les lipides dans le cerveau, l’étude a révélé que les oligomères formés en présence de lipides étaient plus toxiques que les autres formes de bêta-amyloïde.

“Cela suggère que l’interaction peut être particulièrement importante en ce qui concerne les effets nocifs de la bêta-amyloïde dans la maladie d’Alzheimer”, a-t-il déclaré.

Résultats de l’étude

L’étude a montré que trois lipides différents – la phosphatidylcholine, la cardiolipine et le cholestérol – accélèrent fortement la vitesse de formation des fibrilles par rapport à la vitesse d’agrégation de la bêta-amyloïde en l’absence de lipides. L’étude a également montré que la cardiolipine permettait la plus forte accélération de l’agrégation de la bêta-amyloïde.

En outre, la phosphatidylcholine, la cardiolipine et le cholestérol ont chacun modifié de manière unique la structure secondaire des agrégats de bêta-amyloïde aux stades précoce, moyen et tardif, a déclaré M. Kurouski.

“Plus précisément, la cardiolipine et le cholestérol ont considérablement augmenté la quantité d’oligomères et de fibrilles de bêta-amyloïde cultivés en présence de ces lipides. “Cela a entraîné une augmentation significative de la toxicité par rapport à la toxicité des agrégats formés dans un environnement sans lipides.

Implications diététiques

Selon M. Kurouski, les résultats obtenus permettent de conclure que la structure secondaire des fibrilles de bêta-amyloïde dépend directement des lipides présents dans la solution protéique lors de leur formation.

Il a également déclaré qu’il existe des preuves suggérant que les facteurs alimentaires peuvent influencer la composition lipidique des membranes neuronales.

“Dans la convergence de la nutrition et de la santé humaine, un régime qui limite la quantité de cholestérol, en particulier le cholestérol des lipoprotéines de basse densité, et de phospholipides peut être important pour réduire la capacité de ces lipides à réagir avec les peptides bêta-amyloïdes”, a-t-il déclaré.

Selon M. Kurouski, la recherche a montré que certaines graisses alimentaires, telles que les acides gras oméga-3, sont importantes pour le maintien de l’intégrité et de la fonction des membranes neuronales.

“En outre, des études ont montré que les interventions alimentaires, telles que la restriction calorique, peuvent modifier la composition lipidique des membranes neuronales dans des modèles animaux.

Selon lui, les résultats de l’étude pourraient également étayer l’idée selon laquelle les traitements devraient être dirigés non pas sur le peptide bêta-amyloïde lui-même, comme cela a été fait jusqu’à présent, mais plus spécifiquement sur les interactions entre les lipides et les peptides bêta-amyloïdes.

“Ces interactions conduisent à la formation de complexes protéino-lipidiques hautement toxiques, bien plus toxiques que les oligomères bêta-amyloïdes eux-mêmes”, a-t-il déclaré.

Limites de l’étude

Selon M. Kurouski, l’une des limites de l’étude est qu’elle a été menée sur des essais cellulaires plutôt que sur des organismes vivants, de sorte que l’on ne sait pas exactement comment les résultats se traduiront dans l’environnement complexe du cerveau. En outre, la recherche n’a porté que sur un nombre limité de lipides, de sorte qu’il est possible que d’autres types de lipides jouent également un rôle dans les effets nocifs de l’amyloïde bêta.

“La prochaine étape de l’étude consistera à approfondir les mécanismes moléculaires sous-jacents de l’interaction entre les peptides bêta-amyloïdes et les lipides”, a déclaré M. Kurouski.

Selon lui, la démonstration du lien entre la toxicité et la progression de la maladie d’Alzheimer nécessiterait des tests approfondis sur l’homme. Cependant, avant que de telles études puissent être menées, des études précliniques sur des modèles animaux devraient être réalisées pour établir la sécurité et l’efficacité de toute intervention thérapeutique potentielle.

“Il est important de noter que si cette étude fournit des informations précieuses sur le rôle de l’interaction lipidique dans la toxicité de la bêta-amyloïde, des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que des applications cliniques puissent être développées”, a déclaré M. Kurouski.

Source :https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/febs.16738