Souvenirs «perdus» retrouvés chez des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer au stade précoce

Selon une nouvelle étude publiée dans le journal, il serait peut-être un jour possible de restaurer des souvenirs chez les personnes atteintes d’Alzheimer au stade précoce. La nature, dans lequel les chercheurs révèlent comment ils ont fait exactement cela chez les souris présentant des symptômes précoces de la maladie.
Les cellules hippocampiques liées à des mémoires craintives (vertes) ont été activées chez des souris Alzheimer par optogénétique, ce qui a permis de retrouver des souvenirs perdus.
Crédit d'image: Dheeraj Roy

L'un des premiers symptômes de la maladie d'Alzheimer est la perte de mémoire, qui s'aggrave progressivement à mesure que la maladie progresse.

Mais l'auteur principal, Susumu Tonegawa, du Département des sciences du cerveau et des sciences cognitives du Massachusetts Institute of Technology (MIT), et ses collègues suggèrent que les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer au stade précoce peuvent toujours se créer de nouveaux souvenirs.

Les chercheurs ont pensé que cela pourrait être le cas suite aux résultats d'une étude menée l'année dernière, dans laquelle ils ont constaté que les souris présentant une amnésie rétrograde - perte de mémoire causée par le stress ou le traumatisme - avaient la capacité de créer de nouveaux souvenirs. .

Dans cette étude, Tonegawa et ses collègues ont découvert qu’ils étaient capables de récupérer les souvenirs «perdus» de ces souris en utilisant une technique connue sous le nom d’optogénétique, qui implique l’utilisation de la lumière pour activer et contrôler des cellules cérébrales spécifiques, ou neurones.

Cela a amené les chercheurs à réfléchir: la même technique pourrait-elle être utilisée pour retrouver des souvenirs perdus à la suite d'une maladie d'Alzheimer précoce? C'est ce qu'ils ont entrepris d'étudier avec leurs dernières recherches.

Récupérer des souvenirs perdus en utilisant l'optogénétique

Pour parvenir à leurs résultats, l'équipe a génétiquement modifié deux souches de souris afin qu'elles développent des grappes de protéines bêta-amyloïdes - appelées plaques - dans le cerveau, provoquant des pertes de mémoire. On pense que le même processus entraîne une perte de mémoire chez l'homme avec la maladie d'Alzheimer.

Pour tester leur perte de mémoire, les chercheurs ont placé les souris dans une chambre à côté de souris normales en bonne santé, où elles ont toutes reçu un choc électrique au pied. Lorsqu'elles ont été placées dans la chambre quelques heures plus tard, toutes les souris ont montré de la peur.

• Environ 5,3 millions de personnes aux États-Unis vivent avec la maladie d'Alzheimer
• Parmi ceux-ci, environ deux tiers sont des femmes
• L'année dernière, la maladie d'Alzheimer et d'autres démences ont coûté aux États-Unis environ 226 milliards de dollars.

En savoir plus sur la maladie d'Alzheimer

Lorsqu'elles ont été placées dans la chambre quelques jours plus tard, les souris normales ont montré de la peur - suggérant qu'elles se souvenaient du choc électrique - tandis que les souris Alzheimer ne semblaient pas avoir de mémoire du choc du pied.

"La mémoire à court terme semble être normale, en quelques heures. Mais pour la mémoire à long terme, ces premières souris Alzheimer semblent être affaiblies", explique Dheeraj Roy, auteure principale du département de biologie et du département du cerveau. et sciences cognitives au MIT.

Grâce à l'utilisation de l'optogénétique, les chercheurs ont cependant montré que ces souris avaient encore des souvenirs du choc des pieds.

L'équipe a conçu les souris Alzheimer pour produire une protéine photosensible appelée canalrhodopsine dans les neurones de l'hippocampe - la clé de la région du cerveau pour la mémoire à court terme - liée à des expériences effrayantes.

Les chercheurs ont placé les souris dans la chambre et ont activé les neurones modifiés en les éclairant. Ils ont constaté que les souris avaient immédiatement peur.

"En activant directement les cellules dont nous pensons qu'elles retiennent la mémoire, elles parviennent à les récupérer", explique Roy. "Cela suggère qu’il s’agit en effet d’un problème d’accès à l’information, et non pas qu’ils sont incapables d’apprendre ou de stocker cette mémoire."

Cependant, lorsque les souris d'Alzheimer ont été remises dans la chambre le lendemain, elles n'ont montré aucune crainte, suggérant que leurs souvenirs du choc des pieds avaient été perdus.

Récupération de la mémoire à plus long terme

Pour la suite de l'étude, les chercheurs ont cherché à savoir s'ils pouvaient utiliser l'optogénétique pour réactiver plus longtemps les souvenirs perdus.

Pendant 3 heures, ils ont éclairé à plusieurs reprises les cellules du cortex entorhinal des souris Alzheimer - des cellules qui étaient connectées aux cellules de l'hippocampe associées à la mémoire effrayante. Cette connexion cérébrale est importante pour le stockage de mémoire à long terme.

Une semaine plus tard, les chercheurs ont placé les souris dans la chambre. Ils ont constaté que les souris avaient encore une fois peur, suggérant qu'elles se souvenaient du choc du pied, même en l'absence d'optogénétique.

Qui plus est, l'équipe a découvert que les cellules cérébrales associées à la mémoire effrayante avaient des épines dendritiques plus longues, qui sont des saillies des dendrites qui permettent aux neurones de communiquer avec les autres.

Cette augmentation de la longueur des épines dendritiques suggère que la stimulation optogénétique répétée avait stimulé les connexions entre l'hippocampe et le cortex entorhinal; Dans la maladie d'Alzheimer, ces connexions sont généralement rompues.

Rudolph Tanzi, professeur de neurologie à la Harvard Medical School de Boston (Massachusetts), a déclaré:

"Il s'agit d'une étude remarquable qui prouve que le premier déficit de mémoire dans la maladie d'Alzheimer implique la récupération d'informations consolidées. Les implications pour le traitement des déficits de mémoire liés à la consolidation des synapses sont extrêmement intéressantes."

Technique de récupération de mémoire plus précise requise pour une utilisation humaine

L'équipe note cependant que la stimulation optogénétique n'a pas fonctionné si la section de cellules du cortex entorhinal traitée était trop grande, ce qui suggère que l'utilisation d'une technique de récupération de la mémoire chez l'homme devrait être très ciblée.

Les chercheurs affirment que si l'optogénétique est précise, son utilisation chez l'homme est actuellement trop invasive et que les méthodes actuelles disponibles pour une utilisation humaine - comme la stimulation cérébrale profonde - ciblent trop le cerveau.

Mais Tonegawa dit qu'il y a de l'espoir pour une méthode plus précise de récupération des souvenirs chez les patients présentant une maladie d'Alzheimer précoce.

"Il est possible que dans le futur certaines technologies soient développées pour activer ou inactiver des cellules au plus profond du cerveau, comme l'hippocampe ou le cortex entorhinal, avec plus de précision", explique-t-il. "La recherche fondamentale menée dans cette étude fournit des informations sur les populations de cellules à cibler, ce qui est essentiel pour les traitements et les technologies futurs."

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