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Alzheimer : un acide aminé à la rescousse du métabolisme astrocytaire


Des scientifiques du Laboratoire des Maladies Neurodégénératives (MIRCen/Institut de Biologie François Jacob) en collaboration avec le Neurocentre Magendie (Inserm/Université de Bordeaux) viennent de mettre en évidence le rôle déterminant que joue une voie métabolique dans les troubles de mémoire de la maladie d'Alzheimer. Leurs travaux, parus le 3 mars 2020 dans Cell Metabolism, montrent également qu'un apport en L-sérine, sous forme de complément alimentaire, restaure la mémoire spatiale atteinte de façon précoce chez des souris modèles de la maladie. Une piste prometteuse pour atténuer les troubles de la mémoire dans la maladie d'Alzheimer.

Publié le 3 mars 2020

Le cerveau consomme une grande partie de l’énergie disponible dans notre organisme. Son bon fonctionnement repose sur une étroite coopération entre les neurones et les cellules de leur environnement, en particulier les astrocytes. La phase précoce de la maladie d’Alzheimer est caractérisée par une réduction de ce métabolisme énergétique, mais on ignorait si ce déficit pouvait contribuer directement aux symptômes cognitifs de la maladie d’Alzheimer.

Une étude collaborative, pilotée par l'équipe de Gilles Bonvento au LMN (MIRCen) et le Neurocentre Magedie (INSERM), a montré dans un modèle souris de la maladie d’Alzheimer que la diminution de la consommation de glucose par les astrocytes conduit à une réduction de la production de L-sérine, un acide aminé majoritairement produit par ces cellules dans le cerveau et dont la voie de biosynthèse est altérée chez les patients.

Les astrocytes sont des cellules cérébrales, dites gliales, assurant un rôle de support des neurones, mais dont on sait maintenant qu’elles assurent toute une palette de fonctions clés régulant la transmission de l'information dans le cerveau. Par l'intermédiaire des vaisseaux sanguins avec lesquels ils sont connectés, les astrocytes captent le glucose avant de le transformer en différents métabolites dont l'acide aminé L-Sérine, précurseur de la D-sérine La D-Sérine joue le rôle de ‘gliotransmetteur’ dans l’hippocampe où, une fois libérée au niveau des synapses, elle vient se fixer sur les récepteurs neuronaux NMDA qui jouent un rôle essentiel dans l'apprentissage et la mémorisation.

Dès lors, en produisant moins de L-sérine, les astrocytes sont à l’origine d’une diminution de l’activité de ces récepteurs, ce qui entraîne une altération de la plasticité neuronale et des capacités de mémorisation associées. Les scientifiques ont également démontré que les fonctions de mémorisation des souris ont toutes été restaurées par un apport alimentaire en L-sérine.



























Chez des souris génétiquement modifiées pour modéliser la maladie d'Alzheimer, on observe une faible production de sérine et une activation moindre des récepteurs NMDA, entrainant une baisse de la plasticité synaptique et une détérioration de la mémoire spatiale (à gauche). La plasticité et les performances de mémoire spatiale sont restaurées chez ces souris après un régime enrichi en sérine (à droite). (Crédit : G. Bonvento/LMN/MIRCen)



L’identification du rôle de la L-sérine dans les troubles cognitifs et l’efficacité expérimentale d’une supplémentation nutritionnelle ouvrent la voie à de nouvelles stratégies, complémentaires des thérapies médicamenteuses, pour lutter contre les symptômes précoces de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies présentant des altérations du métabolisme cérébral, comme les maladies de Parkinson ou de Huntington.


-> Ces travaux ont fait l'objet d'un communiqué de presse.


Ces travaux ont été menés par des chercheurs du Laboratoire des maladies neurodégénératives (CNRS/CEA/Université Paris-Saclay), au sein du MIRCen/Institut de biologie François Jacob, et du Neurocentre Magendie (Inserm/Université de Bordeaux) en collaboration avec des équipes du laboratoire Neurosciences Paris Seine (CNRS/Inserm/Sorbonne Université), de l’Institut Galien Paris Sud (CNRS/Université Paris Saclay), du Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CNRS/Inserm/Université Claude Bernard Lyon 1/Université Jean Monnet), du Département Médicaments et Technologies pour la santé de l'Institut des sciences du vivant Fréderic Joliot (CEA/Inrae/Université Paris Saclay) et par des chercheurs de l’AP-HP au sein de l’hôpital de la Pitié-Salpétrière). 
Ces travaux ont été soutenus par l’association France Alzheimer, la Fondation de France, la Fondation pour la recherche médicale, la Fondation Alzheimer et l’Infrastructure nationale de biologie-Santé NeurATRIS.


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