Rapport de recherche scientifique : Le traitement médicamenteux atténue la mort des cellules ganglionnaires de la rétine dans un modèle murin de glaucome à tension normale en inhibant la phosphorylation de la protéine médiatrice de la réponse à la collapsine 2

Contexte

Le glaucome à tension normale (GTN) est une maladie neurodégénérative progressive de la famille des glaucomes. Généralement, le glaucome est associé à une élévation de la pression intraoculaire (PIO), mais le GTN présente une dégénérescence des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), une perte axonale et des dommages au nerf optique même avec une PIO normale. En tant que sous-type de glaucome à angle ouvert, le mécanisme pathologique du GTN a suscité un grand intérêt, en particulier concernant l’excitotoxicité du glutamate et le stress oxydatif. Dans la recherche sur le GTN, l’exploration de la relation entre ces facteurs pathogènes et l’apoptose des CGR est cruciale pour le développement de traitements efficaces.

Des études récentes ont montré que l’inhibition de la phosphorylation de la protéine médiatrice de la réponse à la collapsine 2 (CRMP2) peut réduire significativement la mort des CGR dans un modèle murin de GTN. Cette étude vise à évaluer l’effet inhibiteur de deux composés naturels, la Huperzine A (HupA) et la Naringénine (Nar), sur la phosphorylation de CRMP2, et à explorer s’ils peuvent atténuer l’excitotoxicité induite par le N-méthyl-D-aspartate (NMDA) ainsi que la mort des CGR chez les souris mutantes Glast.

Source et informations sur les auteurs

Cet article a été rédigé conjointement par Yuebing Wang, Musukha Mala Brahma, Kazuya Takahashi, Alessandra Nolia Blanco Hernandez, Koki Ichikawa, Syuntaro Minami, Yoshio Goshima, Takayuki Harada et Toshio Ohshima, issus d’institutions de recherche telles que l’Université de Waseda, l’Université médicale de Nara, l’École supérieure de médecine de l’Université de Yokohama et l’Institut métropolitain de science médicale de Tokyo. L’article a été publié dans la revue “Neuromolecular Medicine” en 2024.

Processus de recherche

Modèles d’étude et conception expérimentale

1. Animaux expérimentaux : Les expériences sur les souris ont été approuvées par le comité de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de Waseda. Les souris ont été élevées dans des conditions de 12 heures de lumière/obscurité avec un accès libre à la nourriture et à l’eau. Les expériences incluaient des souris de type sauvage et des souris génétiquement modifiées GLAST+/− et CRMP2 KI/KI.

2. Injection intraoculaire : Les souris âgées de 10 à 16 semaines ont été anesthésiées à l’éther diéthylique et ont reçu une injection intraoculaire de 20 nmol de NMDA pour induire une excitotoxicité in vivo. Le groupe témoin a reçu un volume équivalent de PBS.

3. Stratégie de traitement médicamenteux : La HupA (0,7 mg/kg) et la Nar (200 mg/kg) ont été administrées par voie orale en les mélangeant à la nourriture. Les souris des groupes expérimentaux ont commencé à recevoir le traitement HupA et Nar un jour avant l’injection intraoculaire, avec des durées de traitement variables selon les expériences.

4. Analyse histologique :

   • Immunohistochimie : Les échantillons de rétine à plat ont été fixés par perfusion avec 4% de PFA pour l’analyse immunohistochimique.
   • Coloration H&E : Les souris ont été anesthésiées à l’éther diéthylique, et les échantillons de rétine fixés ont été colorés au H&E pour analyser la perte de CGR et l’épaisseur de la couche rétinienne interne (CRI).

5. Analyse statistique : Les données sont présentées sous forme de moyenne ± erreur standard. Le test t de Student a été utilisé pour les comparaisons entre deux groupes, et l’ANOVA suivie du test post-hoc de Tukey pour les comparaisons entre plusieurs groupes. Le logiciel GraphPad Prism a été utilisé pour l’analyse.

Résultats expérimentaux et analyse des données

1. Le traitement médicamenteux inhibe la phosphorylation de CRMP2 induite par le NMDA dans la rétine de souris

   • L’immunomarquage a montré une réduction du signal pCRMP2 dans la rétine des souris traitées, indiquant que HupA et Nar inhibent significativement la phosphorylation de CRMP2 induite par le NMDA.
   • L’analyse quantitative a révélé une réduction significative des cellules pCRMP2-positives dans les CGR des souris traitées par HupA et Nar, par rapport au groupe traité au NMDA seul.

2. Réduction de la dégénérescence des CGR et de l’amincissement de la CRI dans le modèle induit par le NMDA

   • Les souris traitées par HupA et Nar ont montré une augmentation du taux de survie des CGR et une inhibition de la réduction de l’épaisseur de la CRI. Par exemple, la coloration H&E a montré que les souris traitées par Nar avaient un taux de survie des CGR et une épaisseur de CRI plus élevés chez les souris traitées au NMDA.

3. Le traitement médicamenteux inhibe la phosphorylation de CRMP2 dans le modèle de souris mutantes Glast

   • L’immunomarquage de la rétine des souris Glast+/− âgées de 10 semaines a révélé une augmentation significative du niveau de phosphorylation de CRMP2 dans les CGR par rapport aux souris de type sauvage. Cependant, après traitement par HupA et Nar, le signal de phosphorylation de CRMP2 a été significativement réduit chez les souris Glast+/−.

4. HupA et Nar inhibent la dégénérescence des CGR chez les souris mutantes Glast

   • Le traitement par HupA et Nar a montré une réduction de la perte de CGR et une amélioration de l’intégrité structurelle de la CRI chez les souris Glast+/− âgées de 5 et 10 semaines. Par exemple, l’analyse par coloration H&E a montré une augmentation significative du nombre de CGR et de l’épaisseur de la CRI dans les groupes traités par rapport aux groupes témoins.

5. HupA et Nar réduisent le stress oxydatif chez les souris mutantes Glast

   • L’immunomarquage a montré une expression significativement élevée de 4-HNE (marqueur du stress oxydatif) dans la couche des CGR des souris Glast+/− non traitées, tandis que les niveaux de 4-HNE étaient significativement réduits après traitement par HupA et Nar.
   • Ces résultats suggèrent que HupA et Nar protègent les CGR de la dégénérescence chez les souris mutantes Glast non seulement en inhibant la phosphorylation de CRMP2, mais aussi en réduisant le stress oxydatif.

Conclusion

L’étude démontre que HupA et Nar réduisent significativement la mort des CGR et la dégénérescence rétinienne dans les modèles de souris injectées au NMDA et mutantes Glast en inhibant la phosphorylation de CRMP2. De plus, les deux médicaments ont montré une réduction significative du stress oxydatif. Ces découvertes offrent de nouvelles perspectives pour le traitement du GTN, suggérant que HupA et Nar pourraient être des médicaments potentiels pour le traitement futur du GTN.

Points forts de la recherche

1. Découverte de mécanismes d’action multiples des médicaments : HupA et Nar protègent les CGR non seulement en inhibant la phosphorylation de CRMP2 mais aussi en réduisant le stress oxydatif.
2. Validation sur plusieurs modèles expérimentaux : L’étude a utilisé deux modèles murins différents de GTN, démontrant l’efficacité de HupA et Nar dans diverses situations.
3. Fourniture de pistes thérapeutiques : Cette étude fournit de nouvelles pistes pour le traitement du GTN, offrant des données de base pour le développement futur d’agents neuroprotecteurs efficaces.

Perspectives futures

Bien que cette étude ait produit des résultats positifs, les mécanismes spécifiques du traitement médicamenteux du GTN nécessitent une exploration plus approfondie. De plus, des recherches futures sont nécessaires pour améliorer la formulation, l’efficacité, la sécurité et la biodisponibilité de HupA et Nar en vue d’une application clinique potentielle.