Comprendre le système glymphatique

Le matériel ci-dessous est adapté du Short Course SfN The Glymphatic System, par Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD, et Maiken Nedergaard, MD, DMSc. Les Short Courses sont des formations scientifiques d’une journée sur des sujets émergents en neurosciences et des techniques de recherche qui ont lieu la veille de la réunion annuelle de la SfN.

Le système glymphatique est un réseau de vaisseaux qui évacuent les déchets du système nerveux central (SNC), principalement pendant le sommeil. Des données récentes suggèrent que le système glymphatique peut être perturbé dans certaines maladies du cerveau et y contribuer.

Le liquide céphalorachidien (LCR) s’écoule le long des artères et est poussé dans les espaces situés à côté des petits vaisseaux sanguins qui pénètrent dans le cerveau. Là, il échange avec le liquide interstitiel – le liquide entourant les cellules du cerveau – souvent par un canal exprimé par les astrocytes, des cellules gliales dont les pieds entourent l’espace autour des capillaires du cerveau, formant ainsi la vascularisation glymphatique.

Le transport glymphatique utilise l’énergie des artères qui pulsent et de la pression créée lors de la fabrication du LCR, ainsi que des forces encore inconnues. Cet échange aboutit à la collecte de déchets, tels que des métabolites et des protéines, et à leur transfert vers le LCR, qui les transporte hors du cerveau vers des sites où le LCR se draine.

Le système glymphatique est le plus actif pendant le sommeil chez les rongeurs, et le moins actif lorsque les animaux sont éveillés.

Les chercheurs ont montré que lorsque les animaux dorment, l’espace interstitiel augmente également de volume, ce qui suggère que l’augmentation de l’activité glymphatique est rendue possible par la plus grande disponibilité d’espace pour l’échange entre le liquide interstitiel et le liquide céphalorachidien.

La privation de sommeil affecte le système en influençant l’emplacement du canal exprimé par les astrocytes à travers lequel une grande partie de l’échange a lieu. Le vieillissement perturbe également la fonction glymphatique et la localisation correcte de ce canal, mais l’exercice peut atténuer les effets néfastes du vieillissement chez la souris, ce qui indique une façon possible pour l’exercice d’être neuroprotecteur.

Les raisons pour lesquelles le vieillissement pourrait perturber la fonction glymphatique comprennent : diminution du LCR, diminution de la flexibilité et donc de la pulsation des artères, et changements dans les cellules gliales qui créent les vaisseaux glymphatiques. Le vieillissement du cerveau est l’un des principaux facteurs contribuant au développement de maladies neurologiques.

L’agrégation des protéines est l’une des principales causes de nombreuses maladies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer (MA).

Pendant le sommeil ou l’anesthésie chez les rongeurs, le système glymphatique élimine les protéines agrégées telles que la bêta-amyloïde, principal composant des plaques qui se forment dans le cerveau au cours de la MA. L’accumulation de la protéine bêta-amyloïde pourrait réduire davantage le transport glymphatique. Les personnes atteintes de la MA dorment moins bien que leurs homologues en bonne santé, ce qui pourrait également réduire la fonction du système glymphatique.

En plus de sa fonction possible dans la MA, l’altération du système glymphatique pourrait également jouer un rôle dans les lésions cérébrales traumatiques, la dépression d’étalement cortical et les accidents vasculaires cérébraux.

Des modèles animaux ont montré qu’une réduction du transport glymphatique peut précéder le développement de la MA ; les scientifiques émettent donc l’hypothèse que l’augmentation du transport glymphatique pourrait retarder l’apparition de la maladie.

La découverte que l’exercice semble maintenir la fonction glymphatique pourrait conduire à de nouveaux traitements qui seront probablement plus efficaces lorsqu’ils seront utilisés au début de l’apparition de la maladie. Des moyens d’évaluer le flux glymphatique avec l’imagerie par résonance magnétique ou la tomographie par émission positive sont actuellement en cours de développement comme outils de diagnostic clinique.

Il est également possible que les travaux futurs sur le système glymphatique révèlent des fonctions pour celui-ci au-delà de l’élimination des déchets, comme l’administration de facteurs de croissance ou de médicaments.