Étude sur la promotion de l’activation microgliale par le LDL sérique et l’aggravation des lésions démyélinisantes dans les troubles du spectre de la neuromyélite optique

Les troubles du spectre de la neuromyélite optique (NMOSD) sont une maladie auto-immune inflammatoire démyélinisante du système nerveux central (SNC), généralement accompagnée d’une rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Les dysfonctionnements du métabolisme lipidique des cellules microgliales sont considérés comme étroitement liés à la neuropathologie des NMOSD. Cependant, les preuves concernant le rôle des lipides circulants dans la démyélinisation du SNC, le métabolisme cellulaire et la fonction microgliale restent limitées. Cette étude vise à élucider la pertinence fonctionnelle des lipoprotéines de basse densité (LDL) sériques dans les NMOSD et leurs mécanismes potentiels.

Contexte et signification de la recherche

Les NMOSD sont une maladie démyélinisante inflammatoire médiée par l’auto-immunité, caractérisée par des poussées récurrentes pouvant entraîner des séquelles graves telles que la perte de vision et la faiblesse des membres. Environ 80% des patients atteints de NMOSD ont des anticorps immunoglobulines G anti-aquaporine-4 (AQP4-IgG) dans leur sérum, qui se lient à l’AQP4 sur les astrocytes, déclenchant une cascade du complément classique, conduisant à l’activation microgliale et à la démyélinisation subséquente. La rupture de la BHE, permettant la fuite d’AQP4-IgG et de cytokines, est considérée comme une étape clé dans le développement de la démyélinisation des NMOSD. Normalement, le métabolisme lipidique cérébral et périphérique sont indépendants, mais lorsque la BHE est compromise, les composants lipidiques du sang périphérique peuvent pénétrer dans le SNC. Des études antérieures ont montré que les niveaux de triglycérides (TG) et de LDL dans le sang périphérique des patients atteints de NMOSD sont significativement élevés, mais l’impact de ces lipides infiltrés sur les mécanismes pathologiques des NMOSD n’a pas été suffisamment étudié.

Source de l’étude

Cet article a été rédigé par Man Chen, Yun-Hui Chu, Wen-Xiang Yu, Yun-Fan You, Yue Tang, Xiao-Wei Pang, Hang Zhang, Ke Shang, Gang Deng, Luo-Qi Zhou, Sheng Yang, Wei Wang, Jun Xiao, Dai-Shi Tian et Chuan Qin, et publié dans “Neuroscience Bulletin”. Les auteurs sont affiliés au Département de Neurologie de l’Hôpital Tongji affilié à l’École de Médecine Tongji de l’Université des Sciences et Technologies de Huazhong et au Laboratoire clé provincial de lésions neurologiques et de réhabilitation fonctionnelle du Hubei, ainsi qu’à l’Hôpital du Peuple de la province de Hainan et à l’Hôpital affilié à l’Université médicale de Hainan.

Méthodes de recherche

Procédure expérimentale et participants

L’étude a été approuvée par le comité d’éthique de l’Hôpital Tongji de l’Université des Sciences et Technologies de Huazhong. Des patients nouvellement diagnostiqués et non traités atteints de NMOSD AQP4-IgG positif ont été recrutés, leurs échantillons de sérum ont été prélevés et les niveaux sériques de neurofilaments légers (NFL) ont été mesurés par immunodosage électrochimiluminescent. Des expériences animales ont été menées sur des souris de type sauvage C57BL/6, avec un modèle NMOSD établi par injection striatale d’AQP4-IgG et de complément humain (HC). Des analyses ont été effectuées, y compris des tests de poutre d’équilibre, des coupes de tissus cérébraux congelés et diverses méthodes de coloration (comme la coloration HE, la coloration Oil Red O, la coloration Luxol Fast Blue).

Principales étapes expérimentales

1. Participants et collecte d’échantillons : Collecte de données cliniques, y compris le sexe, l’âge, le score EDSS et les niveaux de lipides sériques.
2. Mesure du NFL sérique : Utilisation d’un immunodosage électrochimiluminescent.
3. Purification de l’AQP4-IgG : Utilisation de protéines G-agarose pour purifier les IgG et ajuster leur concentration.
4. Établissement du modèle murin de NMOSD : Injection striatale d’AQP4-IgG et HC chez les souris.
5. Évaluation de la fonction neurologique : Utilisation de l’échelle MNSS et du test de poutre d’équilibre.
6. Détection de l’intégrité de la BHE : Par immunofluorescence et Western Blot pour les protéines ZO-1 et Occludine.
7. Effets du LDL sur l’activation microgliale et la démyélinisation : Par injection directe de LDL et intervention avec Evolocumab (inhibiteur de PCSK9).

Méthodes d’analyse des données

L’analyse statistique a utilisé le test du χ2 de Pearson, le test U de Mann-Whitney, l’analyse de corrélation de Spearman, l’ANOVA à un facteur, la comparaison multiple de Bonferroni et des modèles linéaires généralisés, avec les logiciels SPSS et GraphPad Prism pour le traitement des données.

Résultats de la recherche

Association entre le LDL sérique et les lésions neurologiques dans les NMOSD

L’analyse des niveaux de lipides sériques a révélé que les niveaux de cholestérol total (CT) et de LDL chez les patients atteints de NMOSD étaient significativement plus élevés que dans le groupe témoin, et les niveaux de NFL sérique étaient également significativement augmentés. Une analyse plus approfondie a montré que le LDL sérique était positivement corrélé avec le NFL (r=0,347, p=0,033) et le ΔEDSS (r=0,348, p=0,032), indiquant que les niveaux de LDL sérique sont associés à la progression de la maladie NMOSD.

Rupture de la BHE dans le modèle murin de NMOSD

L’immunofluorescence a révélé qu’après l’injection d’AQP4-IgG et HC, il y avait une diminution de l’AQP4 dans la zone lésée, une activation microgliale, une réaction astrocytaire accrue et une démyélinisation évidente, accompagnées d’une infiltration de cellules inflammatoires et d’un dépôt important de lipides. L’intégrité de la BHE, évaluée par Western Blot et immunofluorescence des protéines ZO-1 et Occludine, a montré une diminution significative, indiquant que la BHE était compromise dans le modèle NMOSD.

L’injection de LDL exacerbe la démyélinisation et l’activation microgliale

Les expériences ont montré que, par rapport au groupe PBS, les souris injectées avec du LDL avaient des scores MNSS plus élevés et prenaient plus de temps pour traverser la poutre d’équilibre. L’immunofluorescence a révélé que l’injection de LDL entraînait des zones lésionnelles plus importantes, avec une accumulation significative de cellules microgliales activées et des changements morphologiques, caractérisés par une augmentation des marqueurs d’activation microgliale classique et une diminution des marqueurs d’activation microgliale alternative.

Effets thérapeutiques de l’Evolocumab

L’Evolocumab, un inhibiteur de PCSK9, a réduit les niveaux sériques de LDL, diminué significativement les zones de lésions démyélinisantes et l’activation microgliale, et amélioré la fonction neurologique et la coordination motrice des souris.

Effets du LDL sur l’activation microgliale et le métabolisme glucido-lipidique

Les cellules microgliales traitées au LDL ont montré une accumulation accrue de gouttelettes lipidiques et de débris de myéline, une expression accrue des gènes de la glycolyse et une diminution de l’expression des gènes de la phosphorylation oxydative, accompagnées d’une régulation à la hausse des gènes inflammatoires et d’une régulation à la baisse des gènes de remyélinisation. Dans la co-culture avec des cellules précurseurs d’oligodendrocytes (OPC), les cellules microgliales traitées au LDL ont inhibé la maturation des OPC, entravant la régénération de la myéline.

Conclusion et signification

Cette étude révèle l’association entre le LDL sérique et la gravité de la maladie chez les patients atteints de NMOSD. Dans le modèle murin de NMOSD, il a été confirmé que le LDL pénètre dans le SNC à travers la BHE endommagée et active les cellules microgliales, conduisant à un dysfonctionnement métabolique microglial et à une aggravation des lésions démyélinisantes. L’étude suggère que les thérapies visant à réduire le LDL circulant pourraient être une stratégie efficace pour atténuer les lésions démyélinisantes aiguës dans les NMOSD.

Les points forts de l’étude incluent la révélation de l’association entre les lipides circulants et la démyélinisation du SNC et le métabolisme cellulaire, soutenant fortement le rôle crucial du LDL dans la physiopathologie des NMOSD à travers une série de procédures expérimentales et d’analyses de données minutieuses, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour les futures stratégies thérapeutiques.