Des chercheurs israéliens décodent le mécanisme d’une maladie neurologique rare

Des chercheurs de l’Université de Tel Aviv affirment avoir découvert le mécanisme à l’origine d’une maladie neurologique rare et mortelle connue sous le nom de maladie TIMM50.

Cette maladie, qui se caractérise par l’épilepsie, des retards de développement et des déficiences intellectuelles, découle d’un dysfonctionnement mitochondrial, c’est-à-dire d’un problème lié à un processus cellulaire essentiel responsable de la production d’énergie.

Le décodage du mécanisme de la maladie est une « étape importante » dans la mise au point de traitements », a déclaré le professeur Abdussalam Azem, doyen de la faculté des sciences de la vie Wise, qui a dirigé la recherche. Il a été l’un des découvreurs de la maladie TIMM50 en 2015. Selon lui, la recherche peut bénéficier non seulement aux patients atteints de cette maladie, mais aussi à ceux qui souffrent d’autres affections neurologiques.

Les résultats ont été récemment publiés dans la revue à comité de lecture eLife.

Les mitochondries génèrent des molécules qui fournissent de l’énergie pour presque toutes les activités des cellules de l’organisme. Les organes tels que le cerveau dépendent fortement des mitochondries, et bien que le cerveau ne représente que 2 % du poids du corps, il utilise environ 20 % de l’énergie du corps.

Les protéines fournissent l’énergie essentielle aux mitochondries, qui utilisent quelque 1 500 protéines (environ 10 % de toutes les protéines humaines). Mais seules 13 d’entre elles sont produites dans les mitochondries elles-mêmes.

Des mutations de la protéine TIMM50, qui est responsable de l’importation d’environ 800 protéines dans les mitochondries, se sont révélées être à l’origine de la maladie neurologique.

Illustration : Un cerveau humain. La maladie de Charcot – ou SLA – est causée par la mort des neurones moteurs dans le cerveau et la moelle épinière. (Crédit : Ozgu Arslan via stock by Getty Images)

L’équipe a mis au point un modèle de recherche novateur utilisant des neurones de souris. En réduisant les niveaux de TIMM50 dans ces neurones, ils ont observé une diminution de la production d’énergie liée à des retards de développement.

Parallèlement, les chercheurs ont constaté que l’altération de la protéine TIMM50 provoque dans les neurones des signaux électriques plus fréquents que la normale.

Bien que les signaux électriques soient nécessaires à la communication entre les cellules du cerveau, une signalisation excessive est liée à l’épilepsie.

Les chercheurs ont établi un lien entre cette activité anormale et un déséquilibre des niveaux de potassium qui peut entraîner des conditions potentiellement mortelles, telles que l’arythmie, l’arrêt cardiaque et la faiblesse musculaire, pouvant aller jusqu’à la paralysie.

« Le potassium est un élément clé dans le transfert des signaux électriques entre les neurones », a déclaré Abdussalam Azem. « La recherche sur le dysfonctionnement du potassium dans la protéine TIMM50 peut conduire à un traitement efficace.

Les scientifiques pensent que leur modèle innovant de neurones de souris, combiné à leur étude des mitochondries et de la mutation de la protéine TIMM50 dans les cellules cérébrales, permettra de poursuivre les recherches.

« Nous sommes optimistes et pensons que ces résultats permettront de traiter toute une série de maladies neurologiques », a déclaré M. Azem.

L’équipe d’Azem comprenait le professeur Uri Ashery, l’étudiant en doctorat Eyal Paz, le docteur Sahil Jain et le docteur Irit Gottfried. Orna Staretz-Chacham de l’Université Ben Gurion, Muhammad Mahajnah du Technion et des chercheurs de l’Université Emory d’Atlanta.