Premiers pas vers une thérapie cellulaire pour les troubles cérébraux
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Des chercheurs de Fribourg ont trouvé un moyen de remplacer sélectivement des cellules immunitaires défectueuses dans les vaisseaux sanguins du cerveau en utilisant un modèle animal. Il s'agit d'une première étape importante vers des thérapies cellulaires pour la maladie d'Alzheimer et d'autres troubles cérébraux. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Nature Immunology .
Le cerveau et ses interfaces sont surveillés par des cellules immunitaires spécialisées. Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Fribourg ont étudié les macrophages présents dans les méninges et les vaisseaux sanguins du cerveau, qui régulent l'élimination des déchets du cerveau et contrôlent les processus inflammatoires. Les scientifiques de l'Institut de neuropathologie du Centre médical de l'Université de Fribourg, en collaboration avec une équipe de recherche internationale, ont démontré que la brève administration d'un médicament déclenche une mort cellulaire contrôlée dans ces cellules. Celles-ci sont alors remplacées de manière ciblée par des cellules nouvellement arrivées, ce qui influe sur leur fonction. Cette méthode pourrait constituer à l'avenir la base d'une nouvelle thérapie pour lutter contre les dépôts vasculaires nocifs dans la maladie d'Alzheimer. Leurs recherches, publiées dans la revue Nature Immunology , ont été menées sur des souches de souris génétiquement modifiées. Les données obtenues constituent un élément essentiel pour permettre l'utilisation future d'approches thérapeutiques cellulaires dans les maladies du cerveau.
"Grâce à notre méthode, nous pouvons remplacer sélectivement les phagocytes - également connus sous le nom de macrophages - dans les vaisseaux sanguins du cerveau. Les macrophages du cerveau, qui sont situés directement à côté des cellules nerveuses sensibles, ne sont toutefois pas affectés", explique le professeur Marco Prinz, directeur médical de l'Institut de neuropathologie du Centre médical de l'Université de Fribourg et membre du CIBSS (Centre for Integrative Biological Signalling Studies) de l'Université de Fribourg, qui a dirigé l'étude. "Les cellules que nous avons étudiées font toutes partie de la barrière hémato-encéphalique, ce qui rend l'accès aux agents thérapeutiques extrêmement difficile. Le fait que nous puissions maintenant, pour la première fois, remplacer spécifiquement ces macrophages représente une avancée significative", ajoute le Dr Lukas Amann, chef de groupe à l'Institut de neuropathologie du Centre médical de l'Université de Fribourg et co-dernier auteur de l'étude.
Le cerveau peut être divisé en deux régions : les zones frontalières et le tissu fonctionnel. Dans les deux cas, les macrophages sont le type prédominant de cellules immunitaires. Les macrophages des zones frontalières du cerveau sont situés directement au niveau de la barrière hémato-encéphalique, qui se forme au niveau des vaisseaux sanguins du cerveau. Ils y contrôlent les substances qui pénètrent dans le cerveau, le protégeant ainsi des substances nocives, des dépôts et des agents pathogènes. Parallèlement, les déchets sont également éliminés du cerveau par les vaisseaux sanguins, les macrophages jouant un rôle régulateur important dans ce processus.
Illustration artistique montrant les régions périphériques du cerveau, de la dure-mère au parenchyme, avec des groupes de macrophages résidents (bleu) et des macrophages infiltrants dérivés de monocytes (jaune).
Universitätsklinikum Freiburg / Maximilian Fliegauf
Les implications pour la maladie d'Alzheimer et d'autres affections
"L'élimination des déchets du cerveau est très importante, car ils sont très nocifs pour les cellules nerveuses du cerveau. Si les macrophages ne sont pas pleinement fonctionnels, cela joue un rôle décisif dans le développement des maladies cérébrales. Par exemple, chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, l'élimination insuffisante des protéines nocives des vaisseaux sanguins du cerveau provoque ce que l'on appelle l'angiopathie amyloïde cérébrale. Les dépôts de protéines entravent l'approvisionnement en oxygène du cerveau, ce qui peut entraîner des pertes de mémoire et même des hémorragies. Nous avons l'intention d'utiliser nos découvertes à l'avenir pour restaurer ou même améliorer la fonction des macrophages cérébraux dans de telles maladies", a poursuivi M. Prinz.
Des cellules immunitaires lumineuses dans un modèle d'accident vasculaire cérébral
L'équipe de recherche dirigée par l'auteur principal Maximilian Fliegauf, pharmacien et doctorant à l'Institut de neuropathologie du Centre médical de l'Université de Fribourg, a suivi les cellules immunitaires dans un modèle animal pendant leur trajet de la moelle osseuse au cerveau et a démontré que ces cellules s'installent à long terme spécifiquement dans les interfaces du cerveau. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé des souris génétiquement modifiées chez lesquelles les cellules immunitaires ont été rendues lumineuses, ce qui a permis de les observer au moyen d'une microscopie à haute résolution. Des études menées sur un modèle d'accident vasculaire cérébral ont montré que ce remplacement pouvait influer sur les maladies. "Nous démontrons ici pour la première fois que les cellules immunitaires des vaisseaux sanguins du cerveau peuvent être remplacées de manière très ciblée - et que les cellules immunitaires qui peuvent être remplacées peuvent également être influencées positivement. Dans une prochaine étape, nous voulons utiliser ces connaissances pour développer de nouvelles approches thérapeutiques pour diverses maladies vasculaires du cerveau.
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