Les autoanticorps des récepteurs NMDA endommagent principalement les composants extrasynaptiques

Introduction

Ces dernières années, la recherche en neuro-immunologie a révélé de nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques associées à des autoanticorps. Dans ces maladies, les autoanticorps ciblent diverses molécules, y compris des protéines membranaires des récepteurs, provoquant des dysfonctionnements du système nerveux. Parmi elles, l’encéphalite associée aux récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDAR) est particulièrement remarquable. Les patients produisent des anticorps (NMDAR-Ab) dirigés contre la sous-unité essentielle GluN1 du NMDAR, montrant des symptômes neuropsychiatriques sévères tels que des convulsions et de la confusion mentale. Bien que l’interaction entre NMDAR-Ab et le récepteur EphB2 ait été proposée comme un mécanisme pathogène possible, les effets spécifiques de NMDAR-Ab sur la dynamique de surface et la structure nano-organisationnelle des récepteurs restent encore flous.

Origine de l’étude

Cette recherche a été réalisée par Zoe Jamet et ses collègues, dans des institutions telles que l’Université de Bordeaux, le centre allemand de recherche sur les maladies neurodégénératives (DZNE) et le centre médical universitaire de la Charité à Berlin. L’article a été publié en 2024 dans la revue « Brain », par Oxford University Press en accès ouvert.

Processus de recherche et méthodes

Préparation et transfection

L’étude a utilisé des neurones hippocampiques et des cellules gliales de rats Sprague-Dawley, qui ont été isolés et cultivés. La transfection a été réalisée au jour 10 en utilisant la méthode de coprécipitation au phosphate de calcium, avec des gènes cibles incluant GluN2A-SEP, GluN1-SEP et GluN1-mEos3.2.

Techniques d’imagerie de molécules uniques

Pour révéler les actions spatio-temporelles de NMDAR-Ab sur les neurones vivants, une série de techniques d’imagerie de molécules uniques, comme la microscopie de localisation activée par lumière (sptPALM), ont été utilisées. Ces techniques ont permis de suivre le comportement de surface des NMDAR, en particulier dans les régions synaptiques et extrasynaptiques.

Relation entre NMDAR-Ab et EphB2

En utilisant des anticorps ciblant EphB2 et des expériences de suivi par points quantiques, les chercheurs ont exploré si EphB2 joue un rôle clé dans la pathogénèse des NMDAR-Ab. Les résultats montrent que bien qu’EphB2-Ab augmente la dynamique membranaire des NMDAR, son impact à long terme sur le pool synaptique des NMDAR n’est pas significatif.

Analyse du protéome des interactions de surface

L’équipe a généré une sous-unité GluN1 combinant une étiquette V5 et une peroxydase de raifort (HRP) pour marquer le protéome des interactions de surface (SPIN) des NMDAR. Grâce à la microscopie confocale à double foyer, il a été constaté que NMDAR-Ab modifie significativement le SPIN à la fois dans les régions synaptiques et extrasynaptiques.

Résultats de la recherche

Exposition aiguë et transport des NMDAR extrasynaptiques

Une exposition de courte durée (30 minutes) à NMDAR-Ab n’affecte pas les NMDAR synaptiques. En revanche, la dynamique de surface des NMDAR extrasynaptiques augmente significativement, suggérant que NMDAR-Ab agit principalement en influençant les NMDAR extrasynaptiques.

Indépendance de l’effet d’EphB2

Bien qu’EphB2 régule la dynamique membranaire des NMDAR, les effets de NMDAR-Ab sont largement indépendants de l’interaction entre NMDAR et EphB2.

Déconstruction du protéome des interactions membranaires

La déconstruction des NMDAR extrasynaptiques par NMDAR-Ab affecte non seulement les NMDAR et leurs protéines d’interaction mais également l’ensemble du pool des protéines membranaires. En particulier dans les régions extrasynaptiques, NMDAR-Ab augmente significativement la diffusion et la déclustering des protéines membranaires, indiquant une action par la perturbation des NMDAR et des protéines membranaires environnantes.

Expériences avec des fragments Fab

Les expériences avec des fragments Fab produits par NMDAR-Ab montrent que ces anticorps peuvent toujours réduire la dynamique de surface des NMDAR, confirmant ainsi leur action indépendamment du mécanisme de réticulation.

Conclusion et signification

Les études montrent que NMDAR-Ab agit d’abord sur les protéines extrasynaptiques avant d’affecter les protéines synaptiques. À un stade aigu, NMDAR-Ab déconstruit largement les NMDAR extrasynaptiques et leur réseau d’interaction, affectant presque toutes les protéines membranaires. NMDAR-Ab augmente la dynamique des NMDAR en favorisant la dépolymérisation et la déclustering des protéines. À long terme, cette action se répercute sur les NMDAR synaptiques. Les résultats suggèrent que NMDAR-Ab conduit à la perte de NMDAR synaptiques par leur action sur les NMDAR extrasynaptiques, proposant ainsi une nouvelle direction thérapeutique qui vise à stabiliser l’état des NMDAR extrasynaptiques pour traiter des maladies cérébrales auto-immunes comme l’encéphalite NMDAR.

Valeur de l’étude

Une compréhension approfondie du mécanisme d’action de NMDAR-Ab est essentielle pour le diagnostic et le traitement des maladies associées. Ces découvertes élargissent notre compréhension des mécanismes moléculaires des maladies auto-immunes cérébrales et pourraient guider le développement de nouvelles thérapies futures. De plus, les méthodes et techniques utilisées dans cette étude ouvrent de nouvelles perspectives pour la recherche sur d’autres maladies neurologiques médiées par des autoanticorps.

Points forts de la recherche

Cette étude met en avant le fait que NMDAR-Ab agit principalement en modifiant la dynamique de surface des NMDAR extrasynaptiques plutôt qu’en induisant directement leur internalisation. Cette découverte offre une nouvelle perspective pour comprendre les maladies associées aux NMDAR et souligne l’importance de stabiliser les composants extrasynaptiques dans les traitements.

Autres informations précieuses

L’étude indique également que l’action de NMDAR-Ab ne se limite pas aux NMDAR et à leurs protéines d’interaction, mais s’étend à l’ensemble du pool des protéines membranaires. Cette découverte ouvrira la voie à des recherches ultérieures sur l’impact de NMDAR-Ab sur d’autres récepteurs de neurotransmetteurs et voies de signalisation.