Jeudi 30 octobre 2014.- Le syndrome de Down se caractérise par une copie supplémentaire du chromosome 21 et est l'anomalie chromosomique la plus courante chez l'homme. Dans des pays comme les États-Unis, elle survient chez un bébé sur 700. Le syndrome est associé à une déficience intellectuelle modérée. Le syndrome de Down est également associé à un risque accru de développer la maladie d'Alzheimer.
À 40 ans, près de 100% de toutes les personnes atteintes du syndrome de Down développent les changements cérébraux associés à la maladie d'Alzheimer. Environ 25% des personnes atteintes du syndrome présentent des signes de démence typiques de la maladie d'Alzheimer à 35 ans et 75% à 65 ans. Étant donné que l'espérance de vie des personnes atteintes du syndrome de Down a augmenté de façon spectaculaire ces dernières années (de 25 ans en 1983 à 60 ans aujourd'hui), il est essentiel d'étudier plus avant pour trouver les causes des problèmes de santé qui affectent leur qualité de vie au moyen âge et à la vieillesse.
L'objectif imposé par l'équipe de Huaxi Xu et Xin Wang du Sanford-Burnham Institute for Medical Research aux États-Unis était de savoir comment exactement la copie supplémentaire du chromosome 21 et de ses gènes amène les personnes atteintes du syndrome de Down à risque beaucoup plus élevé de développer la démence typique de la maladie d'Alzheimer.
Les résultats de sa nouvelle étude révèlent comment, dans le cerveau des personnes atteintes du syndrome de Down et de la maladie d'Alzheimer, une protéine appelée SNX27 régule la génération de bêta-amyloïde, le principal composant des plaques amyloïdes nocives typiques de la maladie d'Alzheimer .
La bêta-amyloïde est une protéine collante toxique pour les neurones. La combinaison de neurones bêta-amyloïdes et morts forme des accumulations dans le cerveau appelées plaques. Les plaques cérébrales sont la marque pathologique de la maladie d'Alzheimer et sont impliquées dans la cause des symptômes de démence générés par la maladie.
L'équipe de recherche a vérifié que le SNX27 réduit la génération de bêta-amyloïde grâce à des interactions avec la gamma-sécrétase, une enzyme qui fragmente la protéine précurseur bêta-amyloïde, entraînant la génération de bêta-amyloïde. Lorsque le SNX27 interagit avec la gamma-sécrétase, cette enzyme est désactivée et ne peut pas produire de bêta-amyloïde. Des niveaux plus faibles de SNX27 conduisent à des niveaux plus élevés de gamma-sécrétase fonctionnelle, qui à leur tour conduisent à des niveaux plus élevés de bêta-amyloïde.
Auparavant, Xu et ses collègues ont constaté que les souris déficientes en SNX27 partageaient certaines caractéristiques typiques des personnes atteintes du syndrome de Down, et que les humains atteints de ce syndrome avaient des niveaux de SNX27 nettement inférieurs. Dans le cerveau, le SNX27 maintient certains récepteurs à la surface des cellules, récepteurs nécessaires aux neurones pour "tirer" correctement leurs signaux. Lorsque les niveaux de SNX27 sont réduits, l'activité neuronale est altérée, entraînant des problèmes d'apprentissage et de mémoire. Il est particulièrement important que l'équipe de recherche ait découvert qu'en ajoutant de nouvelles copies du gène SNX27 au cerveau de souris trisomiques, les déficits de mémoire chez les animaux peuvent être réparés.
Les chercheurs ont abordé la question de savoir comment des niveaux inférieurs de SNX27 dans le syndrome de Down sont le résultat d'une copie supplémentaire d'une molécule d'ARN codée par le chromosome 21 et appelée miRNA-155. Le miRNA-155 est un petit morceau de matériel génétique qui ne code pas pour les protéines, mais influence plutôt la production de SNX27.
Avec les résultats de la présente étude, les chercheurs peuvent reconstruire l'ensemble du processus: la copie supplémentaire du chromosome 21 produit des niveaux élevés de miARN-155, ce qui à son tour conduit à des niveaux réduits de SNX27. Ces niveaux réduits de SNX27 conduisent à une augmentation de la quantité de gamma-sécrétase active, ce qui provoque une augmentation de la production de bêta-amyloïde et de plaques observée chez les personnes touchées par la maladie d'Alzheimer.
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À 40 ans, près de 100% de toutes les personnes atteintes du syndrome de Down développent les changements cérébraux associés à la maladie d'Alzheimer. Environ 25% des personnes atteintes du syndrome présentent des signes de démence typiques de la maladie d'Alzheimer à 35 ans et 75% à 65 ans. Étant donné que l'espérance de vie des personnes atteintes du syndrome de Down a augmenté de façon spectaculaire ces dernières années (de 25 ans en 1983 à 60 ans aujourd'hui), il est essentiel d'étudier plus avant pour trouver les causes des problèmes de santé qui affectent leur qualité de vie au moyen âge et à la vieillesse.
L'objectif imposé par l'équipe de Huaxi Xu et Xin Wang du Sanford-Burnham Institute for Medical Research aux États-Unis était de savoir comment exactement la copie supplémentaire du chromosome 21 et de ses gènes amène les personnes atteintes du syndrome de Down à risque beaucoup plus élevé de développer la démence typique de la maladie d'Alzheimer.
Les résultats de sa nouvelle étude révèlent comment, dans le cerveau des personnes atteintes du syndrome de Down et de la maladie d'Alzheimer, une protéine appelée SNX27 régule la génération de bêta-amyloïde, le principal composant des plaques amyloïdes nocives typiques de la maladie d'Alzheimer .
La bêta-amyloïde est une protéine collante toxique pour les neurones. La combinaison de neurones bêta-amyloïdes et morts forme des accumulations dans le cerveau appelées plaques. Les plaques cérébrales sont la marque pathologique de la maladie d'Alzheimer et sont impliquées dans la cause des symptômes de démence générés par la maladie.
L'équipe de recherche a vérifié que le SNX27 réduit la génération de bêta-amyloïde grâce à des interactions avec la gamma-sécrétase, une enzyme qui fragmente la protéine précurseur bêta-amyloïde, entraînant la génération de bêta-amyloïde. Lorsque le SNX27 interagit avec la gamma-sécrétase, cette enzyme est désactivée et ne peut pas produire de bêta-amyloïde. Des niveaux plus faibles de SNX27 conduisent à des niveaux plus élevés de gamma-sécrétase fonctionnelle, qui à leur tour conduisent à des niveaux plus élevés de bêta-amyloïde.
Auparavant, Xu et ses collègues ont constaté que les souris déficientes en SNX27 partageaient certaines caractéristiques typiques des personnes atteintes du syndrome de Down, et que les humains atteints de ce syndrome avaient des niveaux de SNX27 nettement inférieurs. Dans le cerveau, le SNX27 maintient certains récepteurs à la surface des cellules, récepteurs nécessaires aux neurones pour "tirer" correctement leurs signaux. Lorsque les niveaux de SNX27 sont réduits, l'activité neuronale est altérée, entraînant des problèmes d'apprentissage et de mémoire. Il est particulièrement important que l'équipe de recherche ait découvert qu'en ajoutant de nouvelles copies du gène SNX27 au cerveau de souris trisomiques, les déficits de mémoire chez les animaux peuvent être réparés.
Les chercheurs ont abordé la question de savoir comment des niveaux inférieurs de SNX27 dans le syndrome de Down sont le résultat d'une copie supplémentaire d'une molécule d'ARN codée par le chromosome 21 et appelée miRNA-155. Le miRNA-155 est un petit morceau de matériel génétique qui ne code pas pour les protéines, mais influence plutôt la production de SNX27.
Avec les résultats de la présente étude, les chercheurs peuvent reconstruire l'ensemble du processus: la copie supplémentaire du chromosome 21 produit des niveaux élevés de miARN-155, ce qui à son tour conduit à des niveaux réduits de SNX27. Ces niveaux réduits de SNX27 conduisent à une augmentation de la quantité de gamma-sécrétase active, ce qui provoque une augmentation de la production de bêta-amyloïde et de plaques observée chez les personnes touchées par la maladie d'Alzheimer.
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