L’exposition à la poussière du World Trade Center exacerbe les troubles cognitifs chez un modèle animal de la maladie d’Alzheimer

Résumé: Les souris exposées à la poussière du WTC ont montré des troubles de la mémoire à long et à court terme et de la reconnaissance spatiale, ainsi que des altérations des gènes associés à la réponse immuno-inflammatoire et au dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique. Les résultats suggèrent que les premiers intervenants qui ont été exposés à la poussière du WTC subissent une réponse inflammatoire immunitaire périphérique du cerveau qui entraîne un déclin cognitif.

Source: Hôpital Mont Sinaï

Selon une étude menée par des chercheurs de Icahn School of Medicine at Mount Sinai et publié le 17 janvier dans le Journal de la maladie d’Alzheimer.

L’étude suggère une « diaphonie » inflammatoire immunitaire du cerveau périphérique qui pourrait augmenter la probabilité de déclin cognitif, identifiant les étapes clés qui pourraient être ciblées sur le plan thérapeutique dans les futures études sur les premiers intervenants du World Trade Center.

“Il est impératif que nous comprenions le risque de maladie d’Alzheimer chez les premiers intervenants vieillissants et d’autres sujets exposés à Ground Zero afin que nous puissions développer des initiatives préventives”, a déclaré Giulio Maria Pasinetti, MD, PhD, professeur de neurologie de la famille Saunders et directeur du programme. pour le Mount Sinai Center for Molecular Integrative Neuroresilience à Icahn Mount Sinai et auteur principal de l’article.

Les attentats terroristes du 11 septembre 2001 contre le World Trade Center ont provoqué des incendies intenses, qui ont produit un nuage massif et dense de gaz toxiques et de débris pulvérisés en suspension comprenant des particules de différentes tailles contenant des métaux, des biphényles polychlorés et des hydrocarbures polyaromatiques, entre autres toxines connues, collectivement connues sous le nom de particules du World Trade Center (WTCPM).

Dans les années qui ont suivi l’attaque et les efforts de nettoyage, un groupe de problèmes de santé chroniques est apparu parmi les premiers intervenants qui, travaillant à Ground Zero pendant des périodes prolongées, ont été exposés à plusieurs reprises à des niveaux élevés de cette matière particulaire.

Parmi les problèmes de santé chroniques, un nombre croissant de publications scientifiques indique que ces premiers intervenants peuvent avoir une plus grande incidence de troubles cognitifs légers, ainsi que d’autres complications neurologiques comme des changements dans la connectivité de la substance blanche et/ou une diminution du volume de l’hippocampe, ce qui peut les mettre plus à risque de développer la maladie d’Alzheimer plus tard dans la vie.

“Sur la base de données épidémiologiques et préliminaires, nous avons émis l’hypothèse que les premiers intervenants exposés à plusieurs reprises aux poussières de Ground Zero au cours de la première semaine suivant la catastrophe étaient exposés à un risque accru de maladies neurologiques liées à l’âge telles que la maladie d’Alzheimer et les démences liées à la maladie d’Alzheimer en raison de changements dans la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique et/ou les interactions neuro-immunitaires », a déclaré Ruth Iban-Arias, PhD, boursière postdoctorale au Département de neurologie d’Icahn Mount Sinai.

« Notre étude a révélé qu’une exposition aiguë aux particules du World Trade Center peut accélérer la détérioration cognitive et la neuropathologie de type maladie d’Alzheimer chez des souris génétiquement modifiées pour développer la maladie d’Alzheimer. Et notre analyse transcriptomique suggère fortement que cette exposition peut déclencher des cascades inflammatoires immunitaires généralisées qui peuvent sous-tendre la physiopathologie collective vécue par les premiers intervenants.

Pour tester leur hypothèse, des chercheurs du Center for Molecular Integrative Neuroresilience de Mount Sinai ont utilisé des souris génétiquement modifiées pour développer la maladie d’Alzheimer (5XFAD) et des souris de type sauvage comme témoins.

Les souris des groupes de traitement ont été exposées à des instillations intranasales répétées de poussière de WTCPM – qui a été collectée à Ground Zero dans les 72 heures suivant les attaques – pendant trois jours consécutifs pendant trois semaines, reflétant les expositions au niveau de l’air auxquelles sont confrontés les premiers intervenants à Ground Zero.

Les animaux ont été exposés à de la poussière de WTCPM avec des doses élevées et faibles pour identifier une réponse dose-dépendante.

Un test de labyrinthe en Y et de nouveaux tests comportementaux de reconnaissance d’objets ont été effectués pour les déficits de la mémoire de travail et la mémoire d’apprentissage et de reconnaissance, respectivement. Au cours de l’essai du labyrinthe en Y, la souris a été placée au début d’un labyrinthe en forme de Y et laissée se déplacer librement pendant 10 minutes.

Généralement, les souris ont une tendance innée à explorer l’environnement qu’elles n’ont pas récemment visité ; la déficience spatiale de la mémoire de travail dans ce test est définie comme un comportement dans lequel une souris réintègre le ou les mêmes bras à plusieurs reprises, indiquant qu’elle ne se souvient pas des bras qu’elle a déjà explorés.

Sept jours plus tard, les souris ont été évaluées via un nouveau test de reconnaissance, dans lequel chaque souris a été placée dans une enceinte avec deux objets (une salière et un bloc de jouets) et a reçu 10 minutes pour enquêter. Le temps passé avec les deux objets a été enregistré.

Chaque souris a été retirée puis remise dans l’enceinte qui contenait un objet familier de l’essai précédent et un nouvel objet. Les souris cognitivement intactes affichent une tendance innée à passer plus de temps à étudier le nouvel objet plutôt que l’objet familier.

Ainsi, un animal qui ne se souvient pas à quel objet il a été exposé auparavant passera un temps similaire à explorer les deux objets.

Les souris témoins et 5XFAD ont toutes deux présenté une diminution de 10% de la mémoire de travail après exposition à la poussière WTCPM, seul le groupe à forte exposition affichant une altération significative par rapport à celles non exposées à la poussière.

Les souris 5XFAD exposées à de fortes doses de poussière et soumises à la tâche de reconnaissance d’objets nouveaux ont montré une préférence accrue de 16% et 30% (à court et à long terme, respectivement) pour explorer l’objet familier plutôt que le roman par rapport à non- souris d’exposition, représentant une altération sous-jacente de la mémoire, évidemment due à l’exposition à la poussière.

Les chercheurs ont également effectué une analyse transcriptomique (étude de l’ensemble complet des transcrits d’ARN produits dans le génome) dans le sang et l’hippocampe des deux groupes de souris.

L’exposition à la poussière de WTCPM a évoqué une variété de perturbations dans la fonction immunitaire, la signalisation cellulaire et le fonctionnement homéostatique. Fait intéressant, une augmentation tendancielle des neutrophiles, les granulocytes du système immunitaire inné, a également été notée dans le sang périphérique des souris 5XFAD exposées au WTCPM, par rapport aux souris 5XFAD exposées à une solution saline ne contenant pas de poussière. Dans l’ensemble, une activation significative des voies avec un thème global d’inflammation, y compris la signalisation de réponse de phase aiguë, a été régulée positivement.

La poussière de WTCPM a également exacerbé le profil neuro-inflammatoire dans le cerveau de la souris. Les chercheurs ont découvert une régulation positive significative de l’expression des gènes impliqués dans la barrière hémato-encéphalique.

L’exposition à la poussière du World Trade Center exacerbe les troubles cognitifs chez un modèle animal de la maladie d’Alzheimer
L’étude suggère une « diaphonie » inflammatoire immunitaire du cerveau périphérique qui pourrait augmenter la probabilité de déclin cognitif, identifiant les étapes clés qui pourraient être ciblées sur le plan thérapeutique dans les futures études sur les premiers intervenants du World Trade Center. L’image est dans le domaine public

Ces effets indiquent une réponse immunitaire innée montée en périphérie, qui pourrait propager de manière synergique la neuroinflammation.

Les résultats indiquent que l’exposition au WTCPM peut avoir exercé des réponses immunitaires périphériques, entraînant finalement la perturbation des protéines de la jonction serrée endothéliale cérébrale et conduisant à une perméabilité vasculaire permissive pour la migration des modulateurs immunitaires périphériques vers le cerveau.

«Bien que nous devions interpréter avec prudence les résultats de ces études précliniques et qu’une enquête plus approfondie en milieu clinique soit nécessaire, notre étude fournit des informations précieuses sur la santé des premiers intervenants.

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« Les données ouvrent un nouvel horizon pour les investigations visant à mieux comprendre l’impact de l’exposition aiguë à la poussière de WTCPM sur l’apparition accélérée de la maladie d’Alzheimer et des démences associées chez les premiers intervenants qui atteignent maintenant un âge avancé », a déclaré le Dr Pasinetti.

L’équipe de recherche de Mount Sinai mène actuellement des études précliniques qui explorent l’interaction entre des souris exprimant la forme humaine de APOE4/4 (le facteur de risque génétique le plus élevé dans la maladie d’Alzheimer d’apparition tardive) et l’exposition à la poussière de WTCPM pour examiner l’éventuelle apparition accélérée du phénotype de type maladie d’Alzheimer.

Ces études fourniront les informations indispensables pour le dépistage préventif et éventuellement les interventions chez les premiers intervenants et d’autres personnes qui ont été exposées à la poussière et qui ont une prédisposition génétique à la maladie d’Alzheimer.

À propos de cette actualité de la recherche sur la maladie d’Alzheimer

Auteur: Elisabeth Dowling
Source: Hôpital Mont Sinaï
Contacter: Elizabeth Dowling – Hôpital Mont-Sinaï
Image: L’image est dans le domaine public

Recherche originale : Libre accès.
L’exposition à la poussière du World Trade Center exacerbe les troubles cognitifs et évoque un profil transcriptionnel pro-inflammatoire central et périphérique dans un modèle animal de la maladie d’Alzheimerde Giulio Maria Pasinetti et al. Journal de la maladie d’Alzheimer


Résumé

L’exposition à la poussière du World Trade Center exacerbe les troubles cognitifs et évoque un profil transcriptionnel pro-inflammatoire central et périphérique dans un modèle animal de la maladie d’Alzheimer

Fond:

Les attentats terroristes du 11 septembre 2001 contre le World Trade Center (WTC) ont provoqué des incendies intenses et un nuage dense et massif de gaz toxiques et de débris pulvérisés en suspension. Au cours des années suivantes, à la suite de l’attaque et des efforts de nettoyage, un groupe de problèmes de santé chroniques est apparu parmi les premiers intervenants (FR) qui étaient à Ground Zero pendant des périodes prolongées et ont été exposés à plusieurs reprises à des niveaux élevés de particules du WTC (WTCPM). Parmi celles-ci figurent des complications neurologiques qui peuvent augmenter le risque de développer la maladie d’Alzheimer (MA) plus tard dans la vie.

Objectif:

Nous émettons l’hypothèse que l’exposition à la poussière WTCPM affecte l’interférence immunitaire entre la périphérie et le système nerveux central qui peut induire une perméabilité cérébrale favorisant finalement le phénotype de type AD.

Méthodes :

Des souris 5XFAD et de type sauvage ont reçu par voie intranasale de la poussière de WTCPM collectée à Ground Zero dans les 72 h suivant les attaques. Un test de labyrinthe en Y et de nouveaux tests comportementaux de reconnaissance d’objets ont été effectués pour les déficits de la mémoire de travail et la mémoire d’apprentissage et de reconnaissance, respectivement. L’analyse transcriptomique dans le sang et l’hippocampe a été réalisée et confirmée par RT qPCR.

Résultats:

Les souris exposées à la poussière de WTCPM présentaient une altération significative de la mémoire spatiale et de reconnaissance à court et à long terme. De plus, l’analyse transcriptomique de la formation hippocampique et du sang a révélé des changements significatifs dans les gènes liés aux réponses immuno-inflammatoires et à la perturbation de la barrière hémato-encéphalique.

Conclusion:

Ces études suggèrent une interaction putative inflammatoire immunitaire périphérique-cerveau qui pourrait potentialiser le déclin cognitif, identifiant pour la première fois des étapes clés qui pourraient être thérapeutiquement ciblées dans de futures études sur le WTC FR.

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