Des chercheurs étudient la DJ-1

Des chercheurs du Luxembourg ont étudié les raisons du vieillissement prématuré des cellules nerveuses chez les patients atteints de la maladie de Parkinson souffrant d’une déficience en DJ-1 (PARK7).

La maladie de Parkinson est la deuxième maladie neurodégénérative la plus fréquente. Elle est d’origine génétique dans 15 % des cas. Le vieillissement prématuré des cellules nerveuses productrices de dopamine dans la matière noire (« substantia nigra ») du cerveau est responsable des troubles moteurs caractéristiques de la maladie. Jusqu'à présent, la recherche ne l’explique pas encore intégralement.

Karsten Hiller, chef du groupe de recherche « Metabolomics » au LCSB, cherche la réponse dans le métabolisme. Dans les travaux qu'il réalise actuellement avec son équipe de chercheurs, il étudie une forme particulière de la maladie de Parkinson caractérisée par une déficience en DJ-1. « Avec la DJ-1, tout est question de dosage. Tandis que la production de DJ-1 est trop importante dans certains types de cancers, dans la maladie de Parkinson, les cellules nerveuses meurent par manque de DJ-1 », explique le Professeur Hiller.

Sans DJ-1, les cellules vieillissent plus vite

L’équipe de chercheurs a donc examiné de plus près le métabolisme des cellules nerveuses en manque de DJ-1 et a ainsi découvert que deux voies métaboliques essentielles étaient atteintes. « Sans DJ-1, les cellules nerveuses n'assimilent pas suffisamment de glutamine et la production de sérine se dégrade. Ces deux acides aminés jouent un rôle essentiel dans la production du glutathion grâce auquel ce qu’on appelle les radicaux libres peuvent être rendus inoffensifs » explique le Dr Johannes Meiser, principal auteur de l'étude. « Sans DJ-1, ce mécanisme de défense ne s’enclenche pas suffisamment, ce qui entraîne un stress oxydatif. Ce phénomène fait vieillir les cellules prématurément. »

En outre, l'équipe de chercheurs a démontré que les mutations du gène de la DJ-1 avaient également des répercussions négatives sur d’autres cellules du cerveau. Les cellules microgliales responsables des réactions immunitaires dans le cerveau sont pour ainsi dire rendues hyperactives en présence d’un gène DJ-1 déficient. « Normalement, les cellules microgliales sont uniquement activées lorsqu’il faut régler quelque chose dans le cerveau, par exemple en présence d'une inflammation, explique Karsten Hiller. Toutefois, lorsque ces cellules restent actives durablement, comme nous l’avons découvert pour le cas de la déficience en DJ-1, cela affaiblit les cellules nerveuses environnantes. »

Nouveaux points de départ pour les traitements de la maladie de Parkinson

Il est intéressant de préciser que les chercheurs ont pu observer des dysfonctionnements du métabolisme non seulement dans les cellules immunitaires du cerveau, mais aussi dans le sang des patients atteints de la maladie de Parkinson et dont le gène DJ-1 a muté. Il est possible que cela permette de créer de nouvelles méthodes de diagnostics dans les années à venir.

Cette déficience génétique modifie le métabolisme cellulaire, si bien que les cellules nerveuses créent ce qu'on appelle le stress oxydatif et une réponse immunitaire amplifiée dans le cerveau. L'étude a été récemment publiée dans la revue scientifique Neurobiology of Disease. La prochaine étape consiste désormais à étudier la manière dont les voies métaboliques concernées peuvent être influencées par un traitement médicamenteux. Les dysfonctionnements dans le métabolisme de la glutamine et de la sérine pourraient ainsi servir de nouveaux points de départ pour les traitements de la maladie de Parkinson.

Auteur: Université du Luxembourg
Image © Université du Luxembourg (Perte du gène DJ-1 dans les neurones (vert) perturbe le transport des mitochondries (rouge) ainsi que des voies métaboliques importantes impliquées dans la respiration cellulaire.)