De la commotion cérébrale à la maladie d'Alzheimer : Mini

Résumé:Les chercheurs ont développé un « traumatisme crânien (TCC) sur puce » pour explorer les liens entre les commotions cérébrales et la maladie d'Alzheimer.

En utilisant des groupes de neurones provenant de souris embryonnaires, ils ont exposé le « cerveau miniature » à des forces g imitant celles subies par les joueurs de football. Ils ont constaté une augmentation immédiate de l'acroléine, une molécule liée aux maladies neurodégénératives, et une augmentation significative du mauvais repliement de l'amyloïde bêta 42 (AB42), une protéine associée à la maladie d'Alzheimer.

L'appareil a également servi à tester des traitements potentiels, tels que l'hydralazine, pour réduire les niveaux d'acroléine et d'AB42.

Faits marquants:

Source:Université Purdue

Combien de temps s'écoule entre un coup porté à la tête et le début des lésions liées à la maladie d'Alzheimer ?

Un appareil qui permet de suivre les effets d’une force de commotion sur un groupe fonctionnel de cellules cérébrales suggère que la réponse se situe en quelques heures. Le « traumatisme crânien (TCC) sur puce » en cours de développement à l’Université Purdue ouvre une fenêtre sur une cause et un effet qui s’annoncent au fil des décennies mais qui sont extrêmement difficiles à retracer jusqu’à ses origines.

"Nous créons essentiellement un cerveau miniature que nous pouvons frapper puis étudier", a déclaré Riyi Shi, chercheur principal et professeur Mari Hulman George Endowed de neurosciences appliquées au Collège de médecine vétérinaire de l'Université Purdue.

« Nous savons qu'il existe un lien entre le traumatisme crânien et la maladie d'Alzheimer ; c’est bien établi en observation clinique. Mais il n’est pas facile de déterminer le cheminement essentiel de base. Avec le TBI sur puce, nous sommes en mesure de tester de nombreuses hypothèses qui seraient très difficiles à réaliser chez des animaux vivants.

Dans une étude récemment publiée dans Lab on a Chip, une équipe de recherche dirigée par Shi a soumis des groupes fonctionnels de neurones cultivés provenant de souris embryonnaires à trois coups de force 200 g, chacun se rapprochant de l'extrémité supérieure de ce qu'un joueur de football reçoit en un seul coup. .

Le traumatisme entraîne une augmentation immédiate de la production d'acroléine – une molécule associée au stress oxydatif et aux maladies neurodégénératives – et une augmentation des amas mal repliés de la protéine amyloïde bêta 42 (AB42), que l'on trouve en masses appelées plaques dans le cerveau des personnes. atteint de la maladie d'Alzheimer. Des expériences supplémentaires ont retracé les liens entre l'impact, l'acroléine et l'AB42.

L'appareil peut également être utilisé pour tester d'éventuelles thérapies, notamment des médicaments connus pour réduire les niveaux d'acroléine.

Dans la présente étude, l'équipe de Shi a utilisé l'appareil pour montrer que le médicament hydralazine, un piégeur d'acroléine connu approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis pour abaisser la tension artérielle, réduit la quantité d'acroléine et les niveaux d'AB42 mal replié produits dans le cluster. des neurones après un coup.

Shi, qui étudie depuis longtemps les maladies neurodégénératives, l'acroléine et l'hydralazine, a déclaré que le TBI sur une puce avait permis une découverte qu'il recherchait au cours de deux décennies d'étude.

« Maintenant que nous savons ce qui se passe, pouvons-nous faire quelque chose ? Et la réponse est oui », a déclaré Shi, qui est également membre du Purdue Institute for Integrative Neuroscience.

« L'acroléine dépend du temps ; plus il reste là, plus cela provoquera une agrégation AB42. Nous montrons ici que si nous réduisons l’acroléine avec ce médicament, nous pouvons réduire l’inflammation et l’agrégation AB42.

L'appareil, fabriqué sur mesure au Purdue Center for Paralysis Research, utilise un pendule pour délivrer une force g spécifique à une petite chambre abritant un groupe d'un quart de million de neurones soutenus par un lit de nutriments.

Un réseau microélectronique intégré dans la chambre mesure l'activité électrique des neurones, qui maintiendra des schémas de déclenchement fonctionnels pendant plusieurs semaines, tandis qu'un port de visualisation transparent permet une observation microscopique des neurones.

Les chercheurs retirent régulièrement le groupe de neurones de la chambre pour prendre des mesures biochimiques spécifiques.

"Nous faisons plusieurs choses uniques ici, mais l'une des plus importantes est que vous pouvez toucher cette puce sans l'endommager, ce qui vous permet de donner un impact à un modèle vivant et de continuer à l'étudier", a déclaré Shi.