Publié le 30 octobre 2025. Des chercheurs de l’Université de Virginie ont identifié un rôle clé de la protéine pléiotropine dans le développement cérébral, ouvrant la voie à de nouvelles pistes thérapeutiques pour le syndrome de Down. Des études sur des souris montrent que la compensation du déficit de cette protéine peut améliorer la connectivité neuronale et les fonctions cognitives.
- La protéine pléiotropine est essentielle à la formation des synapses et des extensions neuronales (axones et dendrites).
- Un déficit en pléiotropine pourrait expliquer les dysfonctionnements des circuits cérébraux observés dans la trisomie 21.
- La supplémentation en pléiotropine a démontré une amélioration de la plasticité cérébrale chez des souris trisomiques, y compris à l’âge adulte.
Des recherches antérieures avaient déjà mis en évidence l’importance de la pléiotropine pour le bon développement du système nerveux. Cette protéine intervient notamment dans la création des synapses, ces jonctions essentielles à la communication entre les neurones, ainsi que dans la formation des axones et des dendrites, ces prolongements cellulaires qui permettent la transmission des signaux électriques dans le cerveau. L’hypothèse retenue est donc que la carence en pléiotropine, observée dans le cas de la trisomie 21, serait à l’origine des anomalies des circuits cérébraux caractéristiques du syndrome de Down.
Face à ce constat, une équipe de chercheurs a mené des expériences visant à vérifier si un apport extérieur de pléiotropine pouvait améliorer la fonction cérébrale chez des souris atteintes de trisomie 21. Pour ce faire, les scientifiques ont eu recours à des vecteurs viraux inoffensifs, préalablement chargés des instructions génétiques nécessaires à la production de pléiotropine. Ces virus modifiés ont ensuite été administrés à de jeunes souris trisomiques, ciblant spécifiquement les astrocytes, des cellules gliales du cerveau, pendant leur développement embryonnaire.
Les observations post-traitement ont révélé que les astrocytes avaient effectivement augmenté leur production de pléiotropine, la relâchant dans leur environnement. Cette action a eu pour conséquence une prolifération des synapses entre les neurones. Parallèlement, la plasticité cérébrale des rongeurs s’est accrue. Ce phénomène désigne la capacité du cerveau à former de nouvelles connexions neuronales ou à modifier celles qui existent, une propriété fondamentale pour l’apprentissage et la mémoire, comme le précise l’équipe de recherche.
L’expérience a ensuite été renouvelée auprès de souris trisomiques adultes. Les résultats ont confirmé l’efficacité de la thérapie génique par administration de pléiotropine, démontrant que le traitement pouvait améliorer la fonction cérébrale même chez des animaux pleinement développés. Le gène de la pléiotropine introduit a reprogrammé les astrocytes, de manière similaire à ce qui avait été observé chez les embryons, entraînant une amélioration globale de la connectivité cérébrale.
Ces travaux suggèrent que l’apport de pléiotropine pourrait avoir un effet bénéfique général sur les circuits cérébraux affectés par la trisomie 21, et ce, tant durant la période prénatale qu’après la naissance. « Cette étude constitue une preuve de concept démontrant que nous pouvons cibler les astrocytes pour remodeler les circuits neuronaux défectueux chez l’adulte », a déclaré Brandebura, l’un des auteurs de l’étude.
Cependant, les chercheurs rappellent que cette approche est encore loin d’une application clinique chez l’homme. « Il est encore trop tôt pour une utilisation chez l’humain », insiste Brandebura. Néanmoins, les avancées obtenues sur les modèles murins suscitent l’espoir que les personnes atteintes du syndrome de Down pourraient un jour bénéficier de traitements à base de molécules inductrices de plasticité, telles que la pléiotropine, afin de compenser le déficit protéique et ainsi améliorer leur fonction cérébrale et leur qualité de vie. Au lieu d’une thérapie génique via des vecteurs viraux, des perfusions directes de la protéine pourraient être envisagées.
Les neuroscientifiques émettent toutefois des réserves quant à l’idée que la pléiotropine soit l’unique facteur responsable des anomalies des circuits cérébraux dans la trisomie 21. D’autres équipes de recherche ont identifié des hormones spécifiques comme étant des éléments clés. Dans leurs futurs travaux, Brandebura et ses collègues envisagent donc d’explorer d’autres déclencheurs moléculaires afin de mieux cerner la complexité des causes de cette maladie.
Le principe thérapeutique développé pourrait également s’avérer pertinent pour d’autres troubles affectant la mémoire, comme la maladie d’Alzheimer, ou d’autres désordres du développement neurologique à l’instar du syndrome du X fragile, selon l’équipe de recherche. (Cell Reports, 2025 ; DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116300)