Comment la forme des cellules peut affecter les fonctions cérébrales
Michel Cayouette et son équipe cherchent à savoir si la perte de polarité cellulaire pourrait être un mécanisme sous-jacent à de multiples maladies du cerveau, telles que les maladies neurodégénératives (comme la maladie d'Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et la dégénérescence rétinienne), les maladies de la connectivité neuronale (comme l'autisme et la schizophrénie) et le cancer du cerveau. La polarité cellulaire est ce qui donne aux cellules neuronales leur forme unique (morphologie cellulaire), essentielle à l'accomplissement de leur fonction. Tout comme il existe des centaines de formes différentes de feuilles dans la nature, il existe des centaines de morphologies différentes de cellules neuronales. L'équipe du Dr Cayouette tente de comprendre comment chaque cellule est formée, car il s'agit d'une information essentielle non seulement pour comprendre comment la forme de chaque cellule affecte les fonctions cérébrales, mais aussi parce que c'est l'une des premières caractéristiques qui se dérègle en cas de maladie. Elle sait que la clé des processus de polarité cellulaire est constituée par les protéines PAR, une famille de protéines responsables de la ségrégation correcte des composants cellulaires.
Dans leur projet, ils proposent d'utiliser des approches moléculaires et cellulaires innovantes pour étudier le rôle de ces protéines dans quatre événements neuronaux critiques sous-jacents à de multiples maladies du cerveau. Ces études ont un impact majeur sur la compréhension fondamentale de la polarité cellulaire et ont le potentiel de déterminer une cause sous-jacente commune de perturbation neuronale et de découvrir de nouveaux traitements pour un large éventail de maladies neurologiques.

Au cours des trois dernières années de la subvention, l'équipe a réalisé d'importantes avancées dans sa compréhension des troubles neurodéveloppementaux et neurodégénératifs. Ils ont découvert des voies génétiques essentielles au développement neuronal, à la formation des circuits neuronaux et à la survie des neurones, ouvrant ainsi la voie à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies neurodégénératives. Ils ont également identifié un nouveau régulateur contrôlant les niveaux de protéines toxiques qui s'accumulent dans la maladie d'Alzheimer, offrant ainsi une nouvelle voie d'intervention thérapeutique. Ces travaux ont des implications majeures pour comprendre comment les environnements des circuits neuronaux locaux sont modifiés dans les maladies du cerveau telles que l'épilepsie, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Huntington et la sclérose latérale amyotrophique.
Les prochaines étapes consisteront à utiliser les connaissances fondamentales qu'ils ont générées pour mettre au point de nouvelles interventions thérapeutiques. L'équipe est impatiente de tester si la nouvelle protéine qu'elle a identifiée peut être utilisée pour stimuler l'élimination des protéines toxiques dans les neurones dans des modèles précliniques de la maladie d'Alzheimer, ce qui constituera une première étape vers la mise au point de cibles médicamenteuses chez l'homme. En outre, leurs études ont permis d'identifier des biomarqueurs potentiels pour les cancers du cerveau et de découvrir de nouveaux mécanismes par lesquels l'activité neuronale peut être modifiée au cours d'une maladie, ce qui pourrait être exploité pour traiter divers troubles neurologiques.
"Cette subvention nous a permis d'établir des liens solides entre nos différentes équipes de recherche qui se poursuivent encore aujourd'hui pour développer de nouveaux projets et collaborations."
Michel Cayouette, Ph.D. Institut de recherche clinique de Montréal