Projet ANR-11-MALZ-0004 – CytokALZ : Processus inflammatoires périphériques dans la maladie d’Alzheimer : étude physiopathologique et diagnostique.
Programme : Maladie d'Alzheimer et Maladies Apparentées (MALZ)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Sylvain Lehmann (CENTRE HOSPITALIER UNIVERSITAIRE MONTPELLIER)
Partenaires : CANOVAS FRANCOIS; Institut national de la santé et de la recherche médicale; Institut national de la santé et de la recherche médicale
Montant : 560570.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Maladie d'Alzheimer et inflammation: approches diagnostique et physiopathologique.Cette étude a pour but d’une part de valider les biomarqueurs d’intérêt chez l’homme, mais également de mettre en place des études physiopathologiques du rôle de ces molécules chez l’animal, précisant ainsi la place occupée par l’inflammation dans la neurodégénérescence pour permettre l’identification éventuelle de nouvelles cibles thérapeutiques de la maladie.
Identification et validation de biomarqueurs pro-inflammatoires pour le diagnostic précoce de la maladie d’Alzheimer (MA)La MA est la cause majeure de démence dans les pays occidentaux et représente une préoccupation majeure de santé publique. L’altération de la mémoire est généralement le symptôme le plus précoce et le plus caractéristique de la maladie. Le diagnostic de la MA est plus aisé à un stade avancé, ce qui retarde alors la prise en charge médicale et humaine des patients. Le défi réside aujourd’hui dans l’identification de biomarqueurs dont le dosage pourrait faciliter le diagnostic et la prise en charge précoces des patients concernés.L’implication de l’inflammation dans la MA est bien décrite mais son rôle exact dans le développement de la maladie reste à préciser. Différentes études ont proposées un panel de biomarqueurs sériques comme outil pour le diagnostic précoce de la MA, mais les résultats sont souvent contradictoires et aucune signature sérique n’a encore pu être clairement identifiée. L’objectif de notre étude est 1) d’identifier et de valider des biomarqueurs sériques inflammatoires d’intérêt putatif chez l’homme et 2) de préciser la place occupée par l’inflammation dans la neurodégénérescence (à partir de l’étude d’un modèle murin de la MA), afin d’identifier d’éventuelles nouvelles cibles thérapeutiques de la MA. 
Approches multiplexes pour l’identification et la quantification de biomarqueurs sériques de la MA chez l’homme et la sourisL’approche expérimentale du projet repose sur des techniques multiplexes de détection et de quantification : protein antibody arrays, microfluidic et biochips multiplex assays. Ces techniques présentent l’avantage de permettre de réaliser simultanément des analyses à partir d’un seul échantillon originel, contrairement aux méthodes classiques d’analyse protéique qui nécessitent de diviser l’échantillon autant de fois qu’une mesure doit être effectuée. La recherche des biomarqueurs sanguins de la MA sera menée à la fois dans des échantillons humains (patients atteints de la MA, autre démence, ou inflammation du système nerveux central et périphérique) et murins (modèle transgénique de la MA : THY-Tau22). Concernant le modèle murin, les prélèvements seront réalisés à trois périodes différentes de leur vie (2-3 mois, 6-7 mois et 12 mois), représentatifs des stades pré-symptomatiques, médium et avancés de la maladie. Des animaux hétérozygotes THY-Tau 22 et wild-type seront suivi pendant 12 mois et serviront de témoins contrôle pour cette étude.L’étude, dont la durée prévue est de 36 mois, est organisée en 5 tâches auxquelles participeront les différents partenaires.
Résumé de la soumission : La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neuro-dégénérative caractérisée par des troubles cognitifs (amnésie, aphaso-apraxo-agnosie) et psycho-comportementaux entrainant une perte d’autonomie. Avec le vieillissement de la population, cette maladie représente un véritable enjeu scientifique, humain, social et économique. Le diagnostic à un stade avancé de la maladie est relativement aisé, le défit concerne le stade prodromal voir présymptomatique de la maladie. Afin d’optimiser le diagnostic à un stade précoce de la MA, de nouveaux critères incluent l’analyse de biomarqueurs biologiques, d’imagerie morphologique et fonctionnelle. Ces biomarqueurs sont le reflet des lésions anatomo-pathologiques des dépôts de peptide amyloïde et des dégénérescences neurofibrillaires. Toutefois, l’ensemble de ces investigations techniquement lourdes et coûteuses rend difficile leur mise en place dans le cadre d’un dépistage ou d’un suivi de la pathologie. La découverte de biomarqueurs plasmatiques permettant un diagnostic positif de la maladie devient une nécessité, particulièrement à un stade précoce de la maladie pour la prise en charge des patients et des familles. Les avancées dans le domaine des biomarqueurs ouvrent également de nouveaux champs d’investigation dans l’optimisation des connaissances des mécanismes physiopathologiques de l’affection. Une piste mécanistique des plus intéressantes s’oriente sur les processus inflammatoires impliqués dans la MA. Des données récentes formulent l’hypothèse que les processus pathologiques induisent une sécrétion de cytokines, de chemokines et de facteurs de croissance. Des approches génomiques et l’étude de modèles animaux suggèrent également l’implication de molécules de l’inflammation come les TNF.Nous proposons dans ce programme des études supplémentaires sur l’implication des processus inflammatoires dans la MA. Il s’agit d’une étude innovante dans le domaine des biomarqueurs car elle combine l’étude de facteurs à la fois dans des échantillons de patients et dans un model animal transgénique de MA (souris THY-Tau22). Une première partie du programme est basée sur une étude large avec des outils de détection multiplexe (biopuce) permettant de sélectionner des candidats biomarqueurs. Il s’en suit une étape de validation croisée entre les prélèvements de patients (atteint de MA, de forme prodromale de MA, d’autre démences et de pathologies inflammatoires sans démence) et ceux issus du model animal. Une validation de cibles déjà identifiées dans la littérature ou de cibles potentielles mis en évidence lors de l’étude protéomique précédente sera également réalisée.  Les données ainsi générées seront analysées avec des outils bioinformatiques de premier ordre. Ceci permettra de faire le lien entre donnée chez l’animal et les prélèvements de patients. Dans une deuxième partie, la validation physiopathologique des cibles sera réalisée en immuno-histochimie sur des coupe d’animaux trangéniques atteins et en immunodétection à partie des LCR disponibles.Notre programme permettra d’optimiser la détection et la validation de nouveaux biomarqueurs de la maladie et elle aidera à la compréhension du rôle des mécanismes inflammatoires cette affection conduisant éventuellement à la définition de nouvelles cibles thérapeutiques.
Résultats : Chez l’homme, notre étude a permis de valider l’intérêt diagnostic potentiel de biomarqueurs sériques, mais aussi d’en proposer deux nouveaux : IL-8 et sTNFR1. L’utilité de ces 2 derniers, seuls ou en association avec les biomarqueurs du LCR dosés en routine pour le diagnostic biochimique de la MA (peptides amyloïdes et protéine Tau), devra être précisée mais semble prometteuse.
Chez la souris, notre étude a permis de montrer l’augmentation d’expression de 2 protéines inflammatoires LIX/CXCL5 et VCAM-1 au niveau périphérique dans le plasma des souris ThyTau22 comparé aux souris WT. Nous avons pu montrer que ces altérations d’expression étaient retrouvées au niveau cérébral et étaient ultérieures au développement des lésions de type DNF dans le modèle, et concomitantes à l’apparition des altérations mnésiques. Le rôle de ces 2 protéines dans le processus de DNF nécessite d’être précisé par d’autres expériences (sur-expression / inhibition dans le modèle ThyTau22).
Perspectives : Les retombées liées à l’identification de biomarqueurs favorisant un diagnostic précoce de la MA sont très prometteuses, du fait du vieillissement de la population et de la fréquence de la maladie parmi les sujets vieillissants dans la population générale. De plus, l’identification de biomarqueurs sériques est particulièrement attractive du fait du caractère moins invasif d’un prélèvement sanguin par rapport à la ponction lombaire nécessaire au dosage des peptides et protéines du LCR pour le diagnostic biochimique actuel de la MA.
Enfin, l’identification de cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement de la MA grâce au modèle murin est particulièrement séduisante, du fait de l’absence de traitement curatif et du recours aux soins palliatifs pour la prise en charge actuelle de la MA.
Publications et brevets : Ce projet a donné lieu à une communication sous forme d’un poster présenté à l’AAIC de Copenhague, 2014 : « Peripheral inflammatory processes in alzheimer disease : biomarkers profiling approach ».
Un premier article scientifique OPEN ACESS a été publié le journal Frontiers in Neurology :
Constance Delaby,  Audrey Gabelle,  David Blum,  Susanna Schraen-Maschke,  Amandine Moulinier,  Justine Boulanghien,  Dany Séverac,  Luc Buée,  Thierry Rème and Sylvain Lehmann, Central nervous system and peripheral inflammatory processes in Alzheimer’s disease: biomarker profiling approach
Front. Neurol., 24 August 2015 | http://dx.doi.org/10.3389/fneur.2015.00181