Publié le 2025-10-27 19:44:00. Une récente découverte scientifique révèle que les amas protéiques associés à des maladies neurodégénératives comme Parkinson ne sont pas de simples déchets, mais des acteurs actifs dans le déclin énergétique des cellules cérébrales.
- Les amas de protéines alpha-synucléine caractéristiques de la maladie de Parkinson ont la capacité de dégrader l’adénosine triphosphate (ATP), la principale source d’énergie des cellules.
- Ce processus, inédit, transforme les agrégats protéiques en une sorte de machine moléculaire capable de piéger et de décomposer l’ATP, mimant ainsi une activité enzymatique.
- Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes pathologiques et le développement potentiel de traitements ciblés.
Jusqu’à présent, les amas protéiques, tels que ceux formés par l’alpha-synucléine et observés dans le cerveau des patients atteints de la maladie de Parkinson, étaient principalement considérés comme des débris cellulaires inactifs. Cependant, une nouvelle étude publiée dans *Science Advances* vient bouleverser cette vision. Les chercheurs ont démontré que ces agrégats peuvent activement drainer l’énergie vitale des neurones en dégradant l’adénosine triphosphate (ATP), la molécule qui alimente la quasi-totalité des fonctions cellulaires.
L’équipe de recherche, dirigée par des scientifiques de l’Université Rice, a d’abord synthétisé des amas d’alpha-synucléine en laboratoire, reproduisant les structures amyloïdes caractéristiques. Ils ont ensuite observé que ces agrégats pouvaient accélérer la décomposition de composés chimiques simples, avant de se concentrer sur l’ATP. Grâce à des techniques d’imagerie de pointe, notamment la microscopie cryoélectronique, ils ont pu visualiser le mécanisme précis : lorsque l’ATP se lie à l’amas protéique, une partie de la protéine se replie pour former une « poche » qui piège la molécule. Les charges positives à l’intérieur de cette poche facilitent ensuite la dégradation de l’ATP, libérant son énergie.
« Nous avons été stupéfaits de découvrir que les amyloïdes, longtemps considérés comme des déchets inertes, peuvent activement cliver l’ATP », explique Wittung-Stafshede, professeur et titulaire d’une chaire de chimie. « La protéine se replie autour de l’ATP et transforme essentiellement la plaque en une machine moléculaire. »
Wittung-Stafshede, professeur et titulaire d’une chaire de chimie
Pour confirmer l’importance de cette structure réactive, les chercheurs ont modifié génétiquement la protéine pour supprimer les charges positives de la poche. Les amas protéiques modifiés, bien que toujours formés, se sont révélés incapables de dégrader l’ATP, validant ainsi le rôle crucial de ce repliement spécifique. Cette activité « enzymatique » des amas pourrait expliquer pourquoi les cellules cérébrales atteintes de maladies neurodégénératives souffrent de pénuries énergétiques, de dommages à l’ADN et d’autres formes de stress chimique pouvant mener à la mort cellulaire.
Au-delà de leur impact direct sur l’ATP, ces amas protéiques, en raison de leur capacité à modifier leur structure en présence de molécules spécifiques, pourraient interagir avec d’autres composants cellulaires. Des expériences menées avec des extraits de cellules neuronales ont révélé que les amas pouvaient altérer chimiquement plusieurs molécules présentes dans le mélange, suggérant une réactivité chimique étendue au sein des cellules cérébrales.
Cette découverte ouvre des perspectives prometteuses pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. L’idée serait de concevoir des médicaments capables de bloquer ou de modifier la forme des amas protéiques pour les rendre inoffensifs, plutôt que de simplement traiter les symptômes de la maladie. « Nous voulons apprendre à arrêter les maladies neurodégénératives à la source, en détoxifiant directement les espèces nuisibles, au lieu de simplement traiter les symptômes comme nous le faisons aujourd’hui », précise Wittung-Stafshede.
L’étude suggère également que les substances présentes naturellement dans le cerveau pourraient influencer la conformation des amas protéiques, expliquant potentiellement la diversité des formes d’agrégats observées dans différentes maladies neurodégénératives. La recherche a bénéficié de la collaboration de spécialistes de l’ETH Zürich et de l’Université de technologie Chalmers.
Ce projet de recherche a été soutenu financièrement par la Fondation Knut et Alice Wallenberg, le Conseil suédois de la recherche, la Société suédoise du cancer, le Fonds national suisse et la Fondation Synapsis Suisse.