Atrophie musculaire spinale - les défauts de mouvement peuvent être trouvés

Selon une étude publiée dans le numéro du 11 avril de The Journal of Neuroscience, les chercheurs ont constaté qu'un niveau anormalement bas de protéine neurone motrice de survie (SMN), dans certaines cellules nerveuses, est associé à des problèmes de mobilité qui caractérisent atrophie musculaire spinale (SMA) - un trouble infantile mortel.
Le SMA est un trouble génétique dans lequel les neurones moteurs ne produisent pas suffisamment de SMN. Les neurones moteurs sont des cellules nerveuses qui transmettent les signaux de la moelle épinière aux muscles. La SMA provoque une dégénérescence et une faiblesse musculaires progressives, et certains enfants atteints de la forme la plus grave de SMA meurent avant l'âge de deux ans.
Des études antérieures ont établi que le SMN dans les motoneurones est génétiquement lié à la SMA, bien que les chercheurs ne sachent toujours pas à quel point l'insuffisance de SMN cause autant de dégâts.
Une étude menée par des chercheurs de l’Ohio State University a montré que lorsque la SMN est absente chez le poisson zèbre (dans les cellules de tout le corps et dans les motoneurones spécifiquement), les niveaux d’une protéine, appelée plastine 3, ont également diminué.
Les chercheurs ont génétiquement modifié le poisson zèbre pour qu’ils ne puissent pas produire de SMN, limitant ainsi considérablement leur mouvement. Cependant, lorsque la plastine 3 a été ajoutée aux neurones moteurs, le poisson zèbre a retrouvé la plupart de ses capacités de nage. Selon ces résultats, la présence de plastine 3 seule, sans SMN, est associée à la reprise du mouvement perdu.
Cependant, l'addition de plastine 3 seule n'est pas une option de traitement, les chercheurs ayant découvert que le poisson-zèbre sans SMN dans leurs cellules finissait par mourir. Bien que définissant davantage le rôle joué par la protéine dans le développement des SMA, elle aidera à mieux comprendre.
Christine Beattie, auteur principal de l'étude et professeur associé de neurosciences à Ohio State, a expliqué:

"Qu'est-ce que tout est perdu quand SMN est perdu? C'est quelque chose avec lequel nous sommes toujours en difficulté.
Nous pensons qu'une partie des anomalies des neurones moteurs observées dans l'atrophie musculaire spinale sont causées par cette diminution de la plastine 3 que nous obtenons lorsque le SMN est abaissé.
Et lorsque nous ajoutons de la plastine 3 aux motoneurones, nous pouvons sauver des défauts observés lorsque le SMN est diminué, suggérant qu'une diminution de la plastine 3 contribue à certaines des caractéristiques de la maladie. "

Selon les Instituts nationaux de la santé, environ 1 000 bébés nés aux États-Unis ont une SMA. Il existe de nombreux types de SMA et l’espérance de vie dépend de la manière dont la SMA affecte la respiration. Bien que les médicaments et la thérapie physique puissent aider à traiter les symptômes, à l'heure actuelle, il n'y a pas de remède.
Beattie et son équipe ont commencé à étudier le SMA il y a plusieurs années après avoir comparé le sang de frères et s?urs - un sans SMA et un avec SMA léger. Ils ont découvert que les frères et s?urs atteints de SMA présentaient des taux de plastine inférieurs à ceux des frères et s?urs non affectés par le trouble.
Beattie, une experte de l'utilisation du modèle poisson zèbre pour la recherche sur les motoneurones et d'autres aspects du système nerveux central, et son équipe utilisent des études animales pour déterminer le rôle de la plastine 3 dans l'AMS et comment elle est spécifiquement liée au SMN.
Les chercheurs ont modifié génétiquement le poisson zèbre pour qu’ils ne puissent pas produire la protéine SMN et ont découvert que les niveaux de plastine 3 diminuaient également. Cependant, lorsque l’équipe a réduit la plastine 3 en premier dans le poisson, SMN n’a pas été affectée. Ces résultats démontrent que la plastine 3 n'a diminué que lorsque la SMN a été réduite en premier. En outre, ils ont constaté que la production de SMN était activée chez le poisson zèbre initialement manquant de SMN, les niveaux de plastine 3 ont également été restaurés.
Beattie a expliqué:

"Tout cela montre une relation entre SMN et plastin 3. Ce n'est pas un événement aléatoire."

Il faut plusieurs étapes pour que les gènes produisent des protéines. Les chercheurs ont constaté que la diminution du SMN influe sur la production de plastine 3 à un stade tardif du processus appelé traduction, lorsque les acides aminés sont liés ensemble pour former la forme initiale de la protéine.

Selon l'équipe, le manque de SMN crée des conditions dans lesquelles des niveaux insuffisants de plastine 3 sont produits pour compléter les fonctions normales de la protéine - chez le poisson zèbre, la réduction était d'environ quatre fois.
En conséquence, les chercheurs envisagent de rechercher des protéines supplémentaires pouvant s'appuyer sur SMN pour leur création.
Beattie, a déclaré:

"Cela nous dit que peut-être SMN affecte la traduction d'autres protéines qui pourraient contribuer à l'atrophie musculaire spinale. Cela n'a pas été montré auparavant."

Les chercheurs ont découvert que la plastine réduite 3 affecte ces cellules en détruisant les axones - des extensions en forme de branche qui permettent la communication entre les cellules nerveuses, et aussi en déstabilisant les synapses - structures par lesquelles passent ces signaux.
En outre, l’équipe a analysé le comportement des poissons liés aux altérations protéiques. Chez le poisson zèbre génétiquement modifié qui ne produit pas la protéine SMN et dont le taux de plastine 3 est réduit, l'équipe a ajouté de petites quantités de plastine 3 et a constaté que les poissons avaient retrouvé leur capacité à nager et à tourner. .
Beattie, a expliqué:

"Nous avons sauvé les axones, les protéines synaptiques et le comportement en replaçant la plastine 3 dans les motoneurones. C'est très encourageant."

L'étude a reçu un financement des Instituts nationaux de la santé, de la Fondation SMA, d'une subvention de base du Centre de neurosciences de l'Ohio et d'une bourse postdoctorale du Prix du service national de recherche.
Parmi les co-auteurs figuraient le département de neuroscience de Le Hao, Ohio State, et Marc Wolman et Michael Granato, de l'université de Pennsylvanie.
Écrit par Grace Rattue