La magnétite, un polluant atmosphérique courant,
pourrait induire l'accumulation de protéines toxiques et la perte
neuronale liées à Alzheimer. Lors d'expériences exposant des souris
à des particules de magnétite, une accumulation accrue de plaques
amyloïdes et des changements comportementaux ont notamment été
observés, en seulement 4 mois d'exposition. Les chercheurs espèrent
que l'étude contribuera à l'élaboration de mesures sanitaires et
gouvernementales préventives contre la maladie.
La magnétite (Fe3O4) est un polluant
atmosphérique provenant des produits de combustion de ressources
fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Elle
est ainsi couramment retrouvée dans le gaz rejeté par les centrales
électriques fonctionnant au charbon, le gaz d'échappement des
véhicules ainsi que dans la fumée résultant de la friction des
plaquettes de frein et de l'usure des moteurs.
Des études ont montré qu'une fois inhalées, les particules
atmosphériques peuvent s'accumuler au niveau des voies
respiratoires inférieures pour ensuite migrer dans la circulation
systémique, en traversant la barrière alvéolo-capillaire. Ces
particules peuvent également atteindre le cerveau en passant par le
bulbe olfactif (une petite structure située en bas du cerveau,
responsable du traitement des odeurs) et en franchissant ainsi la
barrière hématoencéphalique.
Il a été suggéré qu'en pénétrant dans le cerveau, ces particules
peuvent être impliquées dans l'étiologie de diverses maladies
neurodégénératives, dont
Alzheimer. En effet, des quantités anormalement élevées de
particules de magnétite ont été relevées dans des échantillons post-mortem de
cerveaux de patients. Ces personnes résidaient dans des zones
fortement polluées et étaient âgées de 40 à 65 ans au moment de
leur décès. À noter que le fer et les oxydes de fer sont
naturellement présents dans le cerveau et sont essentiels à de
nombreux processus métaboliques. Cependant, leur présence excessive
peut s'avérer toxique, induisant notamment des dommages
oxydatifs.
D'un autre côté, étant donné que « moins de 1 % des cas
d'Alzheimer sont héréditaires, il est probable que l'environnement
et le
mode de vie jouent un rôle clé dans le développement de la
maladie », a déclaré dans un communiqué Cindy Gunawan, de
l'Université Technologique de Sydney (UTS), en Australie.
Cependant, aucune étude n'a jusqu'à présent exploré la manière
exacte dont la magnétite et les particules associées peuvent
conduire à la neurodégénérescence liée à Alzheimer.
Dans cette vision, Gunawan et son équipe ont cherché à
déterminer les mécanismes biomoléculaires sous-jacents à cette
corrélation, dans le cadre de leur nouvelle étude détaillée dans la
revue Environment International. Des chercheurs de
l'Université de technologie de Sydney, de l'Université de la
Nouvelle-Galles du Sud et de l'Institut technologique de Singapour,
ont également contribué à la recherche.
Des effets neurodégénératifs indépendants de l'état
pathologique
La nouvelle étude visait à mener une investigation in
vivo et in vitro, pour analyser les activités
biologiques de polluants atmosphériques susceptibles d'être
impliqués dans Alzheimer. Les particules de taille inférieure à 1
micron ont particulièrement été ciblées, dont le fer, des
particules à base d'hydrocarbures et la magnétite. Pour ce faire,
les chercheurs ont exposé des neurones humains ainsi que des
modèles murins sains et prédisposés à Alzheimer (génétiquement
modifiés) à ces polluants pendant 4 mois.
Les chercheurs ont constaté que la magnétite enclenchait des
processus pathologiques couramment associés à Alzheimer chez
l'ensemble des modèles. Cela comprenait une perte exacerbée de
neurones au niveau de l'hippocampe (essentiel à la mémorisation) et
du cortex somato-sensoriel (impliqué dans le traitement des
sensations). En revanche, les souris prédisposées à la maladie
présentaient une accumulation accrue des plaques amyloïdes
caractéristiques de la maladie.
Des changements comportementaux concordant avec les symptômes de
la maladie ont également été observés, incluant notamment une
augmentation du stress de l'anxiété ainsi que des troubles de la
mémoire à court terme. Ces derniers symptômes ont surtout été
observés chez les souris génétiquement prédisposées.
D'autre part, la magnétite a induit une réponse immunitaire
anormalement élevée chez l'ensemble des animaux, ainsi que dans les
cultures de neurones humains. Le minéral a déclenché une réponse
inflammatoire et un stress oxydatif, entraînant des dommages
neuronaux. L'inflammation et le stress oxydatif sont d'ailleurs
reconnus en tant que facteurs importants pouvant contribuer à la
démence.
Par ailleurs, il est intéressant de noter que « la
neurodégénérescence induite par la magnétite est également
indépendante de l'état pathologique, avec des signes d'Alzheimer
observés dans le cerveau de souris en bonne santé », indique
Charlotte Fleming de l'Université de technologie de Sydney,
coauteure principale de la recherche. En effet, mis à part
l'accumulation de plaques amyloïdes, aucune différence notable n'a
été observée dans les effets de l'exposition aux polluants chez les
souris saines et malades.
Selon l'équipe, ces résultats pourraient avoir d'importantes
implications pour l'élaboration de lignes directrices pour la
prévention de la maladie. Les chercheurs suggèrent entre autres
d'inclure les particules de magnétite dans les mesures de la
qualité de l'air et de prendre des mesures adaptées.