Réduire le sucre peut aider les cellules cérébrales à survivre après une lésion

Quand le cerveau se met au régime forcé

Imaginez que vos cellules cérébrales soient soumises à un stress intense. Votre premier réflexe serait sans doute de penser qu’elles ont besoin d’un maximum d’énergie pour tenir le coup, non ? Eh bien, surprise : c’est parfois tout l’inverse. Une nouvelle étude révèle que réduire l’apport en sucre peut aider les neurones à survivre, du moins temporairement, plutôt que de s’effondrer.

Souvent, après une lésion cérébrale ou lors d’une maladie neurodégénérative, on observe un ralentissement métabolique. Jusqu’ici, on voyait ça comme un signe d’échec, le début de la fin. Mais selon des chercheurs de l’Université du Michigan, ce n’est pas toujours le cas. À court terme, ce « régime sec » stabilise les connexions neuronales fragiles et retarde leur rupture. Mais attention, c’est un jeu dangereux : si cette réponse s’éternise, elle finit par pousser les neurones vers la destruction plutôt que la guérison.

Le dilemme du carburant : protéger ou détruire ?

Pour comprendre ce mécanisme, l’équipe dirigée par le Dr Monica Dus s’est penchée sur les neurones moteurs de la drosophile (Drosophila melanogaster), cette petite mouche à fruits qui sert souvent de modèle pour nos propres cellules. Concrètement, pourquoi les neurones ont-ils besoin de carburant ? Pour nourrir les axones, ces longues fibres qui transportent les messages à travers le corps.

Après une commotion ou un accident vasculaire cérébral (AVC), l’utilisation du glucose par le cerveau peut vaciller. Ces changements métaboliques rappellent d’ailleurs ceux observés dans la maladie d’Alzheimer. Comme l’explique le Dr Dus : « Le métabolisme est souvent modifié lors de lésions cérébrales et de maladies comme Alzheimer, mais nous ne savons pas si c’est une cause ou une conséquence de la maladie. » C’est tout le problème : cette incertitude rend le métabolisme risqué à cibler, car le même changement peut soit causer des dégâts, soit déclencher une protection.

Pour y voir plus clair, l’équipe a réduit la pyruvate kinase, une enzyme clé qui termine le métabolisme du sucre dans la cellule. Résultat ? Les cellules ont été privées de carburant utilisable. Sur des neurones sains, l’effet a été nocif : les synapses — ces points de contact où passe le signal — se sont fragmentées et les mouches se déplaçaient difficilement. Cela prouve que ralentir l’utilisation du sucre peut affaiblir des neurones non blessés avant même qu’une blessure externe n’intervienne.

Une machinerie interne complexe

Mais alors, comment expliquer l’effet protecteur ? Les chercheurs ont découvert que tout se joue au niveau des signaux de stress internes. Le métabolisme du sucre n’endommage pas directement les neurones ; il modifie la façon dont ces signaux se comportent. C’est un peu comme un interrupteur : tantôt il pousse à la réparation, tantôt à l’autodestruction.

Au cœur de ce processus, on trouve une enzyme détectrice de dommages appelée DLK. Quand le métabolisme du sucre chute, DLK réagit et envoie des signaux au noyau de la cellule. « Ce qui nous a surpris, c’est que la réponse neuroprotectrice change en fonction des conditions internes de la cellule », précise le Dr Dus.

Plus loin dans la chaîne, les signaux de DLK alimentent une autre protéine, SARM1, qui agit comme un déclencheur de l’autodestruction de l’axone. Quand SARM1 s’active, elle vide les molécules clés nécessaires à l’énergie, et l’axone commence à se démanteler de l’intérieur. En réduisant DLK ou SARM1 chez les mouches, la fragmentation des synapses a diminué d’environ 50 %. Cela confirme qu’elles opèrent sur la même voie.

Fait fascinant : lorsqu’un nerf est coupé, il subit normalement une dégénérescence programmée (appelée dégénérescence wallérienne). Mais chez les mouches dont la pyruvate kinase était basse avant la blessure, les axones se dégradaient plus lentement. L’équipe a trouvé moins de protéine SARM1 à l’intérieur du segment d’axone blessé.

Tout est une question de timing

C’est là que ça se corse pour les futurs traitements. Cette protection précoce ne dure pas. L’étude publiée dans la revue Molecular Metabolism a lié une activité de signalisation prolongée à une aggravation de la dégradation nerveuse avec le temps. Au début, le capteur de stress s’active tandis que le déclencheur de destruction reste limité : l’axone survit. Mais si le capteur reste actif trop longtemps, le programme protecteur s’estompe et la dégénérescence gagne du terrain.

TJ Waller, docteur et chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan et auteur principal de l’étude, résume bien le défi : « Si nous voulons retarder la progression d’une maladie, nous voulons inhiber son aspect négatif. » Mais le même chemin biologique peut jouer deux rôles très différents selon le moment et le contexte cellulaire.

Bloquer ce capteur de stress avec un médicament pourrait être désastreux si c’est fait trop tôt, car cela effacerait la réponse protectrice utile des premiers jours après une blessure. Le timing devient donc une frontière cruciale pour tout traitement.

Vers de nouvelles pistes thérapeutiques

Le cerveau humain remplace rarement les neurones perdus. Protéger le câblage existant après un AVC ou durant une maladie neurodégénérative reste donc le défi central de la médecine moderne. Que retenir de ces expériences sur les mouches ? Elles suggèrent qu’un stress métabolique précoce pourrait préparer les neurones à se défendre en modifiant les protéines qui atteignent l’axone.

Bien sûr, le Dr Dus et ses collègues soulignent que des tests sur les mammifères sont indispensables. Les neurones de mouche diffèrent par certains aspects, et l’équipe n’a pas mesuré directement le métabolisme. Malgré tout, ces travaux changent notre façon d’envisager les soins : il ne s’agirait plus de forcer les neurones dans un état permanent, mais de soutenir brièvement une fenêtre de protection.

Les futures études devront désormais cartographier les signaux qui déclenchent cette défense pour définir quand les thérapies pourraient ajuster le métabolisme sans causer de dommages.

Selon la source : earth.com

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