Trois méthodes de rajeunissement des cerveaux vieillissants peuvent fonctionner grâce à la même protéine.

Une seule molécule pourrait jouer un rôle central dans le rajeunissement du cerveau vieillissant, quoique de différentes manières, suggèrent de nouvelles recherches.

Des études portant sur trois techniques différentes de lutte contre le déclin cognitif qui accompagne le vieillissement ont révélé qu'elles augmentaient toutes les niveaux d'une protéine appelée facteur quatre plaquettaire, ou PF4, chez la souris. Cela a à son tour amélioré les performances cognitives des animaux et les signes biologiques de la santé cérébrale, rapportent trois groupes de recherche le 16 août dans Nature Aging, Nature and Nature Communications.

"Le PF4 pourrait être un facteur efficace, et ce type de travail contribuera à le transformer en agent thérapeutique" pour le déclin cognitif lié à l'âge, explique le bio-ingénieur Michael Conboy, de l'Université de Californie à Berkeley, qui n'a pas participé aux travaux.

L'un des groupes de recherche, dirigé par la neuroscientifique Dena Dubal, de l'Université de Californie à San Francisco, étudiait le klotho, une hormone liée à la longévité. Les études précédentes du groupe ont montré que l’injection de l’hormone à des souris stimulait la cognition, mais comme les molécules de klotho sont trop grosses pour traverser la barrière hémato-encéphalique, les chercheurs ont conclu que l’hormone devait agir indirectement sur le cerveau via un messager.

Pour rechercher cet intermédiaire, l’équipe de Dubal a injecté du klotho à des souris et mesuré les changements dans les niveaux de protéines dans le sang des animaux. Les niveaux de facteurs plaquettaires ont augmenté et c'est le PF4 qui a le plus changé, ont découvert les chercheurs.

Les plaquettes sont un type de cellule immunitaire connue pour leur rôle dans la cicatrisation des plaies et la coagulation, et elles libèrent des protéines appelées facteurs plaquettaires dans le sang. « Ma première réaction a été : quel est le lien entre les plaquettes et l’amélioration cognitive ? C'est fou », dit Dubal.

Une autre équipe de l'UCSF, dirigée par le neuroscientifique Saul Villeda, avait déjà montré que le plasma sanguin de jeunes souris rajeunissait le cerveau de souris âgées. Lorsqu’ils ont examiné en quoi le plasma jeune différait du vieux, l’équipe de Villeda a découvert qu’il contenait beaucoup plus de PF4.

En discutant autour d'un café, les deux scientifiques ont partagé sur quoi ils travaillaient. « Grâce à nos études indépendantes, nous avons tous deux convergé vers PF4 », explique Dubal.

Peu de temps après, Tara Walker, neuroscientifique à l'Université du Queensland, en Australie, a contacté Villeda. L’équipe de Walker avait découvert que l’exercice augmentait le PF4 et que l’administration directe du PF4 au cerveau des souris stimulait la croissance de nouvelles cellules nerveuses, appelée neurogenèse, dans l’hippocampe, une région cérébrale cruciale pour la mémoire. « Nous avons dit : « OK, nous devons commencer à tenir des réunions » », explique Villeda.

Les nouvelles études montrent toutes que le PF4, à lui seul, améliore la cognition chez la souris. L’équipe de Walker a découvert que l’injection de PF4 dans le corps des souris améliore également la neurogenèse, et que cela est nécessaire pour les bénéfices cognitifs observés. L’équipe de Dubal a découvert que le PF4 améliore également les connexions neuronales dans l’hippocampe.

Villeda et ses collègues s'intéressaient au système immunitaire. « De plus en plus de recherches mettent en évidence un lien entre le système immunitaire, le déclin cognitif et des maladies comme la maladie d’Alzheimer », explique Villeda. L’injection de PF4 à des souris âgées a ramené le système immunitaire de leur corps à un état plus jeune, abaissant les niveaux de protéines inflammatoires et réduisant l’inflammation dans leur cerveau, a découvert l’équipe.

PF4 est un nouvel acteur prometteur, mais il ne constitue qu’une partie d’un puzzle complexe. "Ces découvertes font considérablement progresser notre compréhension en révélant un facteur", explique la neuroscientifique Lida Katsimpardi, de l'Institut Pasteur de Paris, qui n'a pas participé aux travaux. « Nous voulons toujours connaître l’intégralité du puzzle, mais comprendre chaque facteur n’en remplit qu’une pièce. »

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Katsimpardi étudie le GDF11, une protéine aux effets réparateurs similaires, qu'elle et ses collègues ont associée à la restriction calorique. Le rôle que jouent chacune de ces protéines n’est pas encore clair. «C'est la question que nous nous posons tous quotidiennement», déclare Katsimpardi. « Est-ce la molécule ? Ou en as-tu besoin de plus ?

La principale limite de ces nouvelles études est que peu de résultats obtenus chez la souris se traduisent par des thérapies sûres et efficaces chez l'homme. Mais chez les humains, comme chez les souris, le PF4 diminue avec l’âge, et le PF4 humain améliore également la cognition chez la souris, ont découvert les chercheurs.

Dubal et ses collègues ont également publié une étude en juillet dans Nature Aging montrant que le klotho améliore la cognition chez les singes vieillissants, dont le cerveau est beaucoup plus similaire au nôtre, bien que l'on ne sache pas si cette amélioration implique PF4. "Il pourrait s'agir du klotho qui parvient aux humains, ou du PF4, ou des deux", explique Dubal. "Mais il est important d'avoir plusieurs tirs au but."

Les moyens de lutter contre le vieillissement cérébral dont les scientifiques savent déjà qu’ils fonctionnent, comme l’exercice et la restriction calorique, ne sont souvent pas une option pour ceux qui en ont le plus besoin. « Nous savons que faire de l’exercice est une bonne chose, mais vous ne pouvez pas le faire parce que vous êtes fragile. Idem avec la restriction calorique », explique Villeda. Des recherches comme celle-ci visent à découvrir comment ces activités rajeunissent le cerveau et à identifier des molécules qui imitent leurs effets.

Les chercheurs prévoient de commencer à tester des traitements à base de PF4 chez l'homme dans les prochaines années, explique Villeda, mais il sera important de surveiller les effets secondaires. Les études futures devront également déterminer exactement comment le PF4 agit dans le corps et le cerveau, et s'il devrait finalement faire partie d'un cocktail thérapeutique, explique Conboy.

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