Les scientifiques ont démontré que le métabolisme aberrant du glycogène dans les neurones est lié à l’accumulation de la protéine tau, qui est nuisible. La restriction calorique, les interventions génétiques et certaines petites molécules pourraient offrir des solutions. L’agrégation anormale de la protéine tau est une caractéristique marquante de plusieurs maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer, où l’accumulation de tau sous forme de filaments neurofibrillaires hyperphosphorylés endommage les neurones. En outre, un métabolisme glycogénique anormal et une accumulation de glycogène sont également observés dans ces maladies. Le glycogène, forme stockée de glucose, est principalement présent dans le foie et les muscles, mais aussi dans les cellules du cerveau. Un métabolisme glycogénique altéré nuit à l’apprentissage et à la mémoire. La restriction alimentaire est connue pour prolonger la durée de vie et retarder la neurodégénérescence dans des modèles animaux de maladies neurodégénératives. Dans une étude récente, des chercheurs du Buck Institute for Research on Aging ont cherché à comprendre le lien entre ces deux faits.
Les chercheurs ont utilisé deux modèles de mouches Drosophila. L’un présentait une accumulation accélérée de la protéine tau sauvage, tandis que l’autre contenait une mutation connue de MAPT (R406W), causant une maladie familiale sévère chez l’homme. Les mouches étaient soit nourries librement, soit soumises à une restriction calorique. La restriction calorique a significativement augmenté la durée de vie, même chez les contrôles sains. Dans les deux modèles de maladie, l’effet était encore plus marqué. Dans les mouches soumises à restriction calorique, les niveaux de mort neuronale ont chuté de manière spectaculaire.
Les analyses protéomiques des cerveaux des mouches ont révélé que les voies liées au métabolisme des graisses et du glycogène étaient parmi les plus modifiées par la restriction calorique, et les niveaux de glycogène étaient effectivement élevés dans les cerveaux des mouches tauopathiques. Cependant, la restriction calorique ne semblait pas modifier les niveaux globaux de glycogène, malgré son impact bénéfique. Les chercheurs suspectent que la clé réside dans le taux de renouvellement du glycogène. Les enzymes impliquées, y compris la glycogène phosphorylase (GlyP), étaient régulées à la hausse dans les mouches mutantes soumises à restriction calorique. L’élévation de GlyP a augmenté la durée de vie des mouches mutantes de près de 70 % et réduit de manière significative la mort neuronale.
Les chercheurs ont utilisé des analyses métabolomiques et le séquençage de l’ARN pour étudier les effets moléculaires de l’augmentation de GlyP. Étonnamment, les voies de production d’énergie, telles que la glycolyse et le cycle de l’acide citrique, étaient en fait régulées à la baisse. En revanche, le glucose provenant de la dégradation du glycogène était dirigé vers la voie des pentoses phosphate (PPP), dont la fonction principale est de générer des antioxydants. Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) étaient en effet significativement réduites dans les cerveaux des mouches avec une dégradation accrue du glycogène.
Les chercheurs ont également mené des expériences in vitro sur des neurones humains dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) provenant de patients atteints de FTLD-tau. Des cellules génétiquement corrigées des mêmes donneurs ont été utilisées comme témoins. Ils ont prouvé qu’il y avait une accumulation accrue de glycogène dans les cellules FTLD-tau et ont testé le mécanisme de sauvetage en surexprimant la version humaine de l’enzyme de dégradation du glycogène (PYGB) dans les neurones humains malades. Cela a réduit l’accumulation anormale de glycogène et restauré l’abondance mitochondriale, qui diminue avec cette maladie.
Il est important de noter qu’en utilisant ces neurones humains, l’équipe a montré que la protéine tau et le glycogène se co-localisent dans les cellules et interagissent physiquement, soutenant l’hypothèse selon laquelle une interaction directe entre les deux pourrait faire partie du problème. Les auteurs avancent l’hypothèse que cela pourrait créer un cycle vicieux néfaste dans lequel la liaison de tau favorise l’accumulation de glycogène, exacerbant ainsi la pathologie tau et le stress oxydatif. Les découvertes suggèrent que le glycogène est plus qu’un simple réservoir métabolique ; il pourrait agir comme un piège collant pour tau, créant une boucle de rétroaction dangereuse. Rompre ce cycle pourrait ouvrir une nouvelle voie thérapeutique dans la lutte contre la maladie d’Alzheimer. Source : https://www.lifespan.io/news/fixing-sugar-metabolism-shows-promise-against-dementia/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=fixing-sugar-metabolism-shows-promise-against-dementia
