Mieux comprendre la dopamine pour traiter la maladie de Parkinson
Dans notre cerveau, il y a des milliards de cellules nerveuses qui communiquent entre elles à l’aide de substances de signalisation appelées neurotransmetteurs. L’un de ces neurotransmetteurs est la dopamine. L’importance de la dopamine devient très claire chez les patients atteints de la maladie de Parkinson.
L’importance de la dopamine
Dans le cerveau de ces patients, les cellules qui synthétisent et sécrètent la dopamine meurent. Ces cellules sont appelées neurones dopaminergiques et agissent comme de petites usines à dopamine. Les symptômes mentaux et physiques des patients atteints de cette maladie ne se manifestent que lorsque la moitié environ de ces cellules ont disparu. Cela signifie que cette maladie n’est découverte que lorsque les dommages sont importants.
L’un des objectifs de cette recherche sur le système dopaminergique du cerveau est de découvrir comment détecter plus tôt la maladie de Parkinson et les maladies apparentées. « De cette façon, on peut trouver des médicaments qui peuvent empêcher la maladie de se développer davantage », explique la chercheuse Marte Innselset Flydal, du département de biomédecine de l’université de Bergen.
Comprendre comment la dopamine régule sa propre production
Les enzymes sont des protéines qui agissent comme catalyseurs des réactions chimiques dans l’organisme. La structure tridimensionnelle des enzymes est absolument essentielle pour leur activité et leur régulation. À l’intérieur des cellules productrices de dopamine, on trouve de grandes quantités d’une enzyme appelée tyrosine hydroxylase (TH).
« De telles structures 3D peuvent nous indiquer comment les processus cellulaires se déroulent au niveau atomique et donc aussi comment nous pouvons trouver un traitement ciblé pour corriger les erreurs dans les enzymes, qui, par exemple, se produisent par des mutations de la maladie. »
« Dans le cas de la TH, de telles mutations provoquent une déficience en TH, une maladie neurologique classée comme un sous-groupe du parkinsonisme », explique le professeur Aurora Martinez, du département de biomédecine de l’UiB.
Dans son groupe de recherche, qui est partenaire du centre Neuro-SysMed, les chercheurs s’efforcent de comprendre le fonctionnement des protéines au niveau structurel. En d’autres termes, ils essaient de découvrir comment les mutations provoquent des défauts dans la fonction des protéines et comment ces défauts peuvent être réparés.
La TH a une tâche très importante
La tâche spécifique de la TH est de convertir l’acide aminé tyrosine en L-dopa, qui est ensuite converti en dopamine par une autre enzyme. Il est bien connu que la TH est l’enzyme-clé dans la régulation de la synthèse de la dopamine, mais on n’a pas encore compris comment cela se passe au niveau des détails structurels.
On sait depuis longtemps que la dopamine peut réguler sa propre production. La dopamine peut se lier à l’enzyme TH et l’inactiver. De tels mécanismes de régulation sont appelés rétroaction négative et garantissent que la synthèse de dopamine est désactivée lorsque la cellule a suffisamment de dopamine.
« Lorsque le niveau de dopamine baisse à nouveau, des voies de signalisation sont activées dans la cellule. Cela conduit à la modification de la TH, par ce qu’on appelle la phosphorylation, ce qui entraîne la libération de dopamine et la réactivation de l’enzyme », explique le chercheur Rune Kleppe du département de médecine de Bergen, qui a également participé à cette étude.
Ces connaissances nous offrent de nouvelles possibilités
C’est l’interaction entre ces mécanismes de régulation que les chercheurs pensent maintenant pouvoir comprendre au niveau du détail. « Ces connaissances nous offrent de nouvelles possibilités de développer des médicaments pour les maladies neuropsychiatriques et neurodégénératives », déclare le professeur Martinez.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : University of Bergen
Crédit photo : StockPhotoSecrets