< Retour

Actualités

image description Un nouveau modèle expérimental de la maladie d’Alzheimer : la mouche drosophile transgénique porteuse de gènes humains
La maladie d’Alzheimer est une pathologie neurodégénérative caractérisée par un déclin progressif des fonctions cognitives et des modifications histologiques comme la perte neuronale et la formation d’amas neurofibrillaires et de plaques séniles. L’accumulation du peptide β-amyloïde 1-42 (Aβ42), composant majeur des plaques séniles, serait le premier événement dans la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer. Cette hypothèse est confortée par les analyses génétiques de la forme familiale de cette maladie où la plupart des mutations identifiées sont présentes dans les gènes de la protéine précurseur Aβ. La sécrétion des peptides Aβ qui résulte du clivage séquentiel de cette protéine précurseur induit une accumulation d’une série de peptides dont le représentant principal l’Aβ40 et en plus faible quantité l’Aβ42.

La genèse de la maladie d’Alzheimer a jusqu’à présent été étudiée in vivo grâce à des modèles de souris transgéniques qui ont permis d’établir les phénotypes de cette maladie tels que dépôts amyloïdes abondants, activation astrogliale, perte et dysfonctionnement synaptiques, troubles du comportement, neurodégénérescence. Cependant, le rôle de chaque type spécifique d’Aβ (Aβ40 et Aβ42) n’a pas été élucidé car à l’heure actuelle ces modèles reposent essentiellement sur la surexpression de la protéine précurseur. Dans cette étude, les rôles respectifs de l’Aβ40 et de l’Aβ42 ont été déterminés en utilisant comme modèle la mouche drosophile transgénique. Les auteurs ont ainsi examiné les effets de l’expression de l’Aβ40 et de l’Aβ42 humains dans le cerveau de la mouche drosophile en utilisant le système GAL4-UAS.

La quantité de peptide (Aβ40 ou Aβ42) exprimé par les mouches transgéniques était mesurée, après isolation en Western blot, par spectrométrie de masse. Pour évaluer les performances des mouches, les auteurs ont utilisé un test d’apprentissage olfactif de type Pavlovien, des épreuves d’escalade et de survie. La neurodégénérescence était détectée dans le cerveau à l’aide d’un microscope confocal, et les dépôts amyloïdes avec un microscope électronique à transmission.

Ces déterminations ont montré que l’Aβ40 ou l’Aβ42 était bien exprimé dans le cerveau de la mouche. En effet, un signal Aβ était détecté en Western blot chez les mouches exprimant l’Aβ40 ou l’Aβ42 (mais pas chez les mouches contrôles), et les peptides Aβ étaient correctement clivés. Dans le cerveau des mouches Aβ42, la révélation immuno-histochimique montrait d’abondants dépôts amyloïdes dont la taille et le nombre augmentaient avec l’âge. En revanche, de tels dépôts n’étaient pas observés chez les mouches Aβ40 ou les animaux contrôles. L’absence de structures fibrillaires amyloïdes dans les dépôts Aβ suggérait que les dépôts Aβ42 observés étaient essentiellement de type diffus ou immature. Le test olfactif montrait que les capacités d’apprentissage et la mémoire des mouches Aβ40 et Aβ42 étaient dépendantes de l’âge. En effet, alors qu’à 2-3 jours aucun défaut significatif n’était observé, à 6-7 jours et plus encore à 14-15 jours, les mouches Aβ40 et Aβ42 présentaient un défaut d’apprentissage. Dans l’épreuve d’escalade, seules les mouches Aβ42 avaient un dysfonctionnement locomoteur dès l’âge de 20 jours, et leur durée de vie était également beaucoup plus courte. L’analyse anatomique au microscope confocal a révélé une neurodégénérescence importante avec perte cellulaire chez les mouches âgées Aβ42 mais pas chez les Aβ40 ou les contrôles. Pour les Aβ42, cette neurodégénérescence, indiscernable à l’âge de 3 et 14 jours, débutait à 30 jours. Sur le plan ultra-structural, la plupart des neurones en cours de dégénérescence présentaient les caractéristiques typiques de mort cellulaire de type nécrose (cytoplasme digéré avec mitochondries gonflées et noyau relativement intact).

Cette étude montre que l’accumulation des peptides Aβ40 ou Aβ42 dans le cerveau de la mouche drosophile induit des défauts d’apprentissage progressifs mais que seule Aβ42 entraîne la formation de dépôts Aβ diffus immatures, un dysfonctionnement locomoteur, une neurodégénérescence et une mort prématurée. Une accumulation excessive d’Aβ42 est suffisante pour induire une progression séquentielle des symptômes pathologiques ressemblant à ceux des autres modèles de la maladie d’Alzheimer. Les bases moléculaires de la toxicité Aβ semblent ainsi conservées à travers les différents organismes, rendant ce modèle de la mouche Aβ intéressant dans la compréhension de la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer et la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques.
Performance aux tests d’apprentissage et d’escalade et taux de survie des mouches Aβ42, Aβ40 et contrôles en fonction de l’âge. (* : résultat significativement différent du contrôle)
  Aβ42 Aβ40 Contrôle
Performance au test d’apprentissage (%)      
à l’âge de : 2-3 jours 78 80 80
            6-7 jours 56* 60* 76
            14-15 jours 40* 55* 70
Survie des mouches (%)      
à l’âge de : 0 jour 100 100 100
            30 jours 70 95 95
            40 jours 30 80 80
            50 jours 0 50 50
Publié en Juin 2004
Auteur : B. Corman - , 
Références : Iijima K, Liu HP, Chiang AS, Hearn SA, Konsolaki M, Zhong Y. Dissecting the pathological effects of human Aβ40 and Aβ42 in Drosophila : A potential model for Alzheimer’s disease. Proc. Natl. Acad. Sci. 2004; 101:6623-28.