Mémoire d’éléphant grâce à une super protéine : qu’est-ce que c’est ?

Super mémoire grâce à une protéine conçue « made in Italy ». Des neuroscientifiques de la Faculté de Médecine et Chirurgie de l’Université Catholique, Campus de Rome et de la Fondation Polyclinique Universitaire Agostino Gemelli Irccs ont génétiquement modifié une molécule normalement active dans le cerveau et avec un rôle clé dans la mémoire. Un « interrupteur moléculaire » a été ajouté à la protéine Limk1 qui l’active en réponse à l’administration d’un médicament, la rapamycine, qui est déjà étudié avec espoir précisément parce qu’il a été démontré qu’elle a également divers effets anti-âge sur le cerveau.

L’étude, coordonnée par Claudio Grassi, professeur ordinaire de physiologie et directeur du département de neurosciences, est publiée dans « Science Advances ». Rendu possible grâce au financement du ministère de l’Université et de la Recherche, de la Fondation américaine Alzheimer’s Association et du ministère de la Santé, il pourrait avoir des applications potentielles, « à la fois en améliorant la compréhension des mécanismes responsables de la mémoire – soulignent les chercheurs – et en encourageant l’identification de solutions innovantes pour les problèmes liés aux pathologies d’intérêt neuropsychiatrique”.

“Chez les animaux de laboratoire qui ont montré une détérioration des performances cognitives liée à l’âge“, l’utilisation de cette thérapie génique pour modifier la protéine Limk1 et l’activer avec le médicament a conduit à une amélioration significative de la mémoire”, souligne Cristian Ripoli, professeur agrégé de physiologie à l’Université catholique, premier auteur et créateur de l’étude. Limk1 joue un rôle crucial dans la détermination des changements structurels dans les neurones, c’est-à-dire la formation d’épines dendritiques qui, en améliorant la transmission de l’information dans les réseaux neuronaux, sont cruciales dans les phénomènes d’apprentissage et de mémoire.

“La mémoire est un processus complexe qui implique des modifications des synapses, c’est-à-dire les connexions entre les neurones à travers lesquelles transite le signal nerveux, en particulier des zones cérébrales comme l’hippocampe, un centre nerveux qui joue un rôle fondamental – explique Grassi – Ce phénomène, défini ” La plasticité synaptique implique des changements dans la structure et la fonction des synapses qui sont générés lorsqu’un circuit nerveux est activé suite, par exemple, à des expériences sensorielles. Ces expériences favorisent l’activation de voies de signalisation complexes qui impliquent de nombreuses protéines”.

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“Certaines d’entre elles sont particulièrement importantes pour la mémoire, comme le démontre le fait que leur expression réduite ou leurs modifications sont associées à des altérations des fonctions cognitives. L’une de ces protéines est Limk1 elle-même – souligne-t-il -. L’objectif de notre étude était de rendre la fonction de cette protéine « contrôlable » qui joue un rôle clé dans la maturation des points de contact (épines dendritiques) entre les neurones au niveau des synapses. Pouvoir contrôler Limk1 grâce à un médicament signifie pouvoir favoriser la plasticité synaptique et, par conséquent, processus physiologiques qui en dépendent ». En fait, “la clé de cette stratégie ‘chimiogénétique’ innovante, qui combine génétique et chimie, est précisément liée à l’utilisation de la rapamycine”, ajoute Ripoli.

La rapamycine est un médicament immunosuppresseur largement utilisé en milieu clinique et connu pour augmenter l’espérance de vie et pour ses effets bénéfiques sur le cerveau, documentés dans des modèles précliniques. “Nous avons donc modifié la séquence de la protéine Limk1 en y insérant un interrupteur moléculaire qui nous a permis de l’activer, sur commande, par l’administration de rapamycine – souligne-t-il -. Cette approche chimiogénétique nous permet de manipuler les processus de plasticité synaptique et ” “La prochaine étape consistera à vérifier l’efficacité de ce traitement dans des modèles expérimentaux de maladies neurodégénératives qui manifestent des déficits de mémoire, comme par exemple la maladie d’Alzheimer. De plus, d’autres études seront nécessaires pour valider l’utilisation de cette technologie chez l’homme”, conclut Grassi.

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