Effet du Clemizole sur la pathologie de la maladie de Parkinson induite par les fibres formées par l’α-synucléine

Contexte

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative typique, principalement associée à un dysfonctionnement mitochondrial et au stress oxydatif. Cependant, les approches thérapeutiques ciblant ces événements pathologiques n’ont pas encore réussi à passer du laboratoire à l’application clinique. Une des raisons importantes de cet échec de translation est l’utilisation de modèles traditionnels qui ne reproduisent pas fidèlement la pathologie et la progression de la maladie. Pour résoudre ce problème, cette étude a utilisé un modèle plus physiologiquement pertinent, en exposant des cellules SH-SY5Y et des rats Sprague Dawley à des fibrilles préformées (PFF) d’α-synucléine, afin d’explorer le rôle du canal de potentiel de récepteur transitoire canonique 5 (TRPC5) dans la pathologie de type MP et son effet thérapeutique potentiel en atténuant le stress oxydatif et en améliorant la santé mitochondriale.

Source de l’article

Cette étude a été menée par Bhupesh Vaidya, Pankaj Gupta, Soumojit Biswas, Joydev K. Laha, Ipsita Roy, Shyam Sunder Sharma et al. à l’Institut national d’éducation et de recherche pharmaceutiques en Inde, et publiée dans le journal “Neuromolecular Medicine” en 2024.

Processus et méthodes de recherche

Sujets de recherche

Les sujets de recherche comprenaient des cellules SH-SY5Y et des rats Sprague Dawley. L’étude a principalement utilisé des modèles in vivo et in vitro, établissant une pathologie de type MP par injection et traitement cellulaire.

Purification et synthèse de l’α-synucléine

L’étude a d’abord utilisé un vecteur d’expression pour transformer des cellules E. coli BL21(DE3) afin d’obtenir de l’α-synucléine humaine recombinante. Après une série d’étapes de purification, y compris la chromatographie d’échange d’ions, des monomères d’α-synucléine purifiés ont été préparés, puis utilisés pour synthétiser des PFF dans une solution tampon. La qualité a été vérifiée par détection de fluorescence à la thioflavine T (THT) et microscopie électronique à transmission.

Conception expérimentale in vivo

Les PFF d’α-synucléine ont été injectées dans des sites spécifiques du striatum de rats Sprague Dawley pour induire une pathologie de type MP. Les rats ont été divisés en plusieurs groupes, recevant différentes doses de Clemizole (10 mg/kg et 30 mg/kg) pendant 14 jours. Les rats ont ensuite été disséqués et divers paramètres moléculaires et biochimiques ont été mesurés.

Tests comportementaux

Des tests de Rotarod, d’alternance spontanée dans le labyrinthe en Y et d’évitement passif ont été effectués pour évaluer la coordination motrice, la mémoire de travail et la réponse conditionnée à la peur des rats. Les données de ces tests ont été utilisées pour comparer les différences entre les groupes de traitement.

Analyses biochimiques et moléculaires

L’expression de l’α-synucléine, p-α-synucléine, TRPC5, TH, PGC-1α, TFAM et d’autres protéines et gènes dans les échantillons de striatum et de mésencéphale a été détectée par Western blot, PCR quantitative en temps réel, et dosage de l’activité de la calpaïne. L’activité du complexe mitochondrial I et le niveau d’expression du gène ND2 ont également été mesurés.

Culture cellulaire et expériences in vitro

Les cellules SH-SY5Y ont été traitées avec des PFF d’α-synucléine ainsi que du Clemizole ou des siRNA TRPC5, suivis de tests de viabilité cellulaire, d’analyse du stress oxydatif, de détection de la fonction mitochondriale et d’immunocytochimie.

Analyse des données

Toutes les données expérimentales ont été analysées à l’aide du logiciel GraphPad Prism 8, en utilisant l’ANOVA à un facteur et le test de Tukey, avec un niveau de signification statistique fixé à p < 0,05.

Principales découvertes

Diminution de l’expression de l’α-synucléine

Le Clemizole a significativement réduit l’expression de l’α-synucléine et de la p-α-synucléine dans le mésencéphale et le striatum, atténuant ainsi les anomalies neurocomportementales chez les rats traités aux PFF. Ce résultat s’applique également aux expériences cellulaires, où le Clemizole a montré un effet dose-dépendant.

Diminution de l’expression de TRPC5

L’expression de TRPC5 était significativement augmentée dans les modèles de rats et de cellules traités aux PFF, tandis que le Clemizole pouvait efficacement réduire cette expression, suggérant un rôle potentiel de TRPC5 dans la pathologie de la MP.

Amélioration comportementale

Chez les rats traités aux PFF, le Clemizole a significativement amélioré leurs performances dans les tests comportementaux, restaurant la coordination motrice et la capacité de mémoire, tout en augmentant le niveau d’expression de TH.

Amélioration de la fonction mitochondriale

Le Clemizole a significativement augmenté l’expression des gènes liés à la biogenèse mitochondriale PGC-1α et TFAM, augmenté l’activité du complexe mitochondrial I et le niveau du gène ND2, améliorant ainsi l’état de santé global des mitochondries.

Stress oxydatif et voie de signalisation du calcium

Le Clemizole a significativement réduit les niveaux de ROS totaux et mitochondriaux dans les cellules SH-SY5Y traitées aux PFF, restaurant le potentiel de membrane cellulaire. De plus, les changements d’expression des gènes liés à la voie de signalisation du calcium, tels que la Calmoduline et la Parvalbumine, ont également été restaurés.

Conclusion et signification

Cette étude est la première à utiliser un système modèle de PFF d’α-synucléine humaine pour cribler des agents pharmacologiques, ce qui a une importance théorique et pratique significative pour la pathologie de la MP. Les résultats montrent que le Clemizole, en inhibant le canal TRPC5, améliore significativement la pathologie de type MP induite par les PFF d’α-synucléine, y compris le niveau de stress oxydatif, la fonction mitochondriale et les anomalies comportementales. Cela fournit des cibles et des méthodes potentielles pour le développement de nouveaux médicaments pour le traitement de la MP, et offre de nouvelles perspectives pour la recherche sur d’autres maladies neurodégénératives.

Points forts de la recherche

Les points forts de cette étude résident dans l’utilisation pionnière d’un système modèle de PFF d’α-synucléine humaine pour le criblage de médicaments, démontrant les effets d’amélioration multiples du Clemizole sur la pathologie de la MP, en particulier son efficacité significative dans la régulation du canal TRPC5, la restauration de la fonction mitochondriale et la réduction du stress oxydatif.

Cette recherche jette les bases pour explorer davantage les avantages potentiels du canal TRPC5 dans d’autres maladies neurodégénératives et fournit un soutien solide pour le développement de nouveaux médicaments.