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Nouvelles infos sur la maladie d'Alzheimer et le lévétiracétam

Des recherches montrent que le lévétiracétam pourrait jouer un rôle dans l'évolution de la maladie d'Alzheimer.

Jeffrey N Savas, N. R. Rao, O. DeGulis, T. Nomura, S. Lee, T. J. Hark, J. C. Dynes, E. X. Dexter, M. Dulewicz, J. Ge, A. Upadhyay, E. F. Fornasiero, R. Vassar, J. Hanrieder, A. Contractor

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Table des matières

La maladie d'Alzheimer (MA) est un trouble progressif du cerveau qui détruit lentement la mémoire et les capacités de réflexion, et finalement la capacité d'effectuer les tâches les plus simples. Elle se caractérise par deux éléments principaux : l'accumulation de Plaques amyloïdes à l'extérieur des cellules cérébrales et des Enchevêtrements neurofibrillaires à l'intérieur des cellules. Ces changements se produisent sur de nombreuses années avant que les symptômes les plus graves, comme la perte de mémoire, ne deviennent apparents.

Traitements Actuels et Leurs Limites

Pour l'instant, il existe des traitements approuvés par la FDA qui aident à éliminer les plaques amyloïdes du cerveau. Cependant, ces traitements ne stoppent pas la production des peptides bêta amyloïdes (Aβ) qui forment ces plaques. À cause de ça, les chercheurs cherchent des moyens de bloquer la production d'Aβ dès le départ. Ça pourrait aider à prévenir ou ralentir le développement de la maladie d'Alzheimer.

Le Rôle de la Protéine précurseur de l'amyloïde (APP)

Les peptides Aβ proviennent d'une protéine plus grande connue sous le nom de protéine précurseur de l'amyloïde (APP). Il y a deux façons de traiter l'APP dans le cerveau. La première, appelée voie amyloïdogène, implique une enzyme appelée β-secrétase (BACE1) qui découpe l'APP, menant à la production des peptides Aβ. La seconde, connue sous le nom de voie non amyloïdogène, implique une enzyme différente, l'α-secrétase, qui ne mène pas à la formation de l'Aβ.

L'emplacement de l'APP dans le cerveau peut influencer sa manière de traitement. Par exemple, la BACE1 fonctionne mieux dans des environnements acides, courants dans certaines structures cérébrales comme les endosomes. Cela signifie que des problèmes avec la fonction des cellules cérébrales peuvent changer la façon dont l'APP est traité et mener à plus de production d'Aβ.

Signes Précoces de la Maladie d'Alzheimer

Des recherches indiquent que les premiers changements dans le fonctionnement du cerveau peuvent être importants pour le développement de la maladie d'Alzheimer. Dans des études animales, les scientifiques ont découvert que certaines protéines liées à la communication des cellules cérébrales commencent à s'accumuler avant que la production d'Aβ n'augmente. Cela suggère que des interventions précoces pourraient être cruciales pour stopper la progression de la maladie.

Explorer le Lévetiracétam comme Potentiel Traitement

Un option de traitement potentiel à l'étude est le lévétyracétam (Lev), un médicament utilisé pour traiter l’épilepsie. Il agit en se liant à une protéine dans le cerveau et semble réduire l'activité excessive des cellules cérébrales. Fait intéressant, des études ont montré que Lev pourrait également réduire la quantité de plaques amyloïdes et le déclin cognitif dans des modèles animaux de la maladie d'Alzheimer.

Enquête sur le Fonctionnement du Lévetiracétam

Les chercheurs ont cherché à comprendre comment Lev affecte la pathologie amyloïde. Ils ont examiné la manière dont les protéines sont traitées dans les cerveaux d'animaux avec un modèle génétique de la maladie d'Alzheimer. Ils ont découvert que dans ces modèles, les protéines qui sont normalement décomposées s'accumulent, particulièrement à des sites où les cellules cérébrales communiquent.

À travers diverses méthodes, y compris l'analyse biochimique, les chercheurs ont découvert que l'Aβ se trouvait principalement dans des vésicules synaptiques, qui sont de petites structures impliquées dans la communication entre les cellules nerveuses. Cela met en lumière le rôle de ces vésicules dans l'accumulation de la pathologie amyloïde.

En traitant les animaux avec Lev, les chercheurs ont pu montrer que le médicament réduisait non seulement les niveaux d'Aβ, mais corrigeait également certains des problèmes antérieurs d'accumulation des protéines. En gros, Lev aidait à orienter le traitement de l'APP loin de la voie amyloïdogène nuisible et vers une voie plus bénéfique.

L'Impact du Lévetiracétam sur la Production d'Amyloïde

Dans des expériences de laboratoire, les chercheurs ont démontré que lorsque des cellules neuronales étaient traitées avec Lev, il y avait une diminution significative de la production d'Aβ. Cela indique que Lev modifie la façon dont l'APP est traité et suggère que le traitement avec ce médicament pourrait potentiellement minimiser la production d'amyloïdes dans le cerveau.

Changements dans le Cerveau avec le Traitement au Lévetiracétam

Pour explorer davantage les effets de Lev, les chercheurs ont mené des expériences supplémentaires sur des animaux vivants. Ils ont noté que le traitement chronique avec Lev non seulement abaissait les niveaux d'Aβ, mais améliorait également la fonction globale des Synapses dans le cerveau. Chez les animaux traités avec Lev, moins de synapses étaient perdues par rapport à ceux qui n'étaient pas traités avec le médicament.

Cela suggère que Lev pourrait protéger le cerveau contre certains des dommages qui se produisent dans la maladie d'Alzheimer, particulièrement aux premières étapes de la maladie lorsque les niveaux d'amyloïdes commencent à augmenter.

La Pertinence des Résultats de Recherche pour les Humains

Les résultats des études animales ont amené les chercheurs à examiner si des changements similaires se produisent chez les humains, en particulier chez ceux avec le syndrome de Down, car ils sont à un risque plus élevé de développer la maladie d'Alzheimer. Des études ont montré que dans les cerveaux de ces individus, il y a une accumulation de protéines présynaptiques dans les premières étapes de la pathologie Aβ. Cela reflète ce qui a été observé dans des modèles animaux.

Pour approfondir cela, les chercheurs ont examiné les données cliniques des patients atteints d'Alzheimer et ont découvert que ceux traités avec Lev avaient une progression plus lente du déclin cognitif par rapport à ceux qui recevaient d'autres traitements. Cela renforce l'idée que Lev pourrait offrir des bénéfices thérapeutiques au-delà de son usage initial en tant que médicament contre l'épilepsie.

Conclusion

Les études discutées illustrent un lien crucial entre les changements présynaptiques dans le cerveau et le développement précoce de la maladie d'Alzheimer. Elles offrent des informations importantes sur comment des traitements comme Lev peuvent potentiellement modifier la progression de la maladie en altérant la manière dont le cerveau traite les protéines et en réduisant la production d'amyloïde.

À mesure que la recherche progresse, ces découvertes pourraient mener à des stratégies plus efficaces pour prévenir la maladie d'Alzheimer, en ciblant particulièrement les premiers changements dans le fonctionnement du cerveau. Avec ses résultats prometteurs, Lev pourrait bientôt jouer un rôle clé dans la lutte contre la maladie d'Alzheimer, surtout dans les populations à risque élevé comme ceux avec le syndrome de Down.

Directions Futures dans la Recherche sur l'Alzheimer

En avançant, la recherche continue sur les mécanismes de la pathologie amyloïde et l'impact de divers traitements sera essentielle. Comprendre comment prévenir les premiers changements dans le cerveau pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la thérapie.

Avec le potentiel de nouveaux traitements à l'horizon, l'espoir demeure que nous pouvons trouver des moyens efficaces de prévenir ou au moins retarder l'apparition de la maladie d'Alzheimer, offrant à ceux affectés une chance pour une meilleure qualité de vie.

Source originale

Titre: Levetiracetam prevents Aβ42 production through SV2a-dependent modulation of App processing in Alzheimer's disease models

Résumé: In Alzheimers disease (AD), amyloid-beta (A{beta}) peptides are produced by proteolytic cleavage of the amyloid precursor protein (APP), which can occur during synaptic vesicle (SV) cycling at presynapses. Precisely how amyloidogenic APP processing may impair presynaptic proteostasis and how to therapeutically target this process remains poorly understood. Using App knock-in mouse models of early A{beta} pathology, we found proteins with hampered degradation accumulate at presynaptic sites. At this mild pathological stage, amyloidogenic processing leads to accumulation of A{beta}42 inside SVs. To explore if targeting SVs modulates A{beta} accumulation, we investigated levetiracetam (Lev), a SV-binding small molecule drug that has shown promise in mitigating AD-related pathologies despite its mechanism of action being unclear. We discovered Lev reduces A{beta}42 levels by decreasing amyloidogenic processing of APP in a SV2a-dependent manner. Lev corrects SV protein levels and cycling, which results in increased surface localization of APP, where it favors processing via the non-amyloidogenic pathway. Using metabolic stable isotopes and mass spectrometry we confirmed that Lev prevents the production of A{beta}42 in vivo. In transgenic mice with aggressive pathology, electrophysiological and immunofluorescent microscopy analyses revealed that Lev treatment reduces SV cycling and minimizes synapse loss. Finally, we found that human Down syndrome brains with early A{beta} pathology, have elevated levels of presynaptic proteins, confirming a comparable presynaptic deficit in human brains. Taken together, we report a mechanism that highlights the therapeutic potential of Lev to modify the early stages of AD and represent a promising strategy to prevent A{beta}42 pathology before irreversible damage occurs. One Sentence SummaryWe discovered that the SV-binding drug levetiracetam prevents A{beta}42 production by modulating SV cycling which alters APP localization and thus proteolytic processing, highlighting its therapeutic potential for AD.

Auteurs: Jeffrey N Savas, N. R. Rao, O. DeGulis, T. Nomura, S. Lee, T. J. Hark, J. C. Dynes, E. X. Dexter, M. Dulewicz, J. Ge, A. Upadhyay, E. F. Fornasiero, R. Vassar, J. Hanrieder, A. Contractor

Dernière mise à jour: 2024-10-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620698

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620698.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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