Prix 2024 de neurobiologie des troubles cérébraux

Le Fonds de dotation McKnight pour les neurosciences a sélectionné quatre projets pour recevoir les prix 2024 de neurobiologie des troubles cérébraux. Les subventions totaliseront 1,2 million de $ pour la recherche sur la biologie des maladies cérébrales, chaque projet recevant 100 000 $ par an au cours de chacune des trois prochaines années, pour un total de 300 000 $ financés par projet.

Les prix de neurobiologie des troubles cérébraux (NBD) soutiennent la recherche innovante de scientifiques américains qui étudient les maladies neurologiques et psychiatriques. Les prix encouragent la collaboration entre les neurosciences fondamentales et cliniques pour traduire les découvertes de laboratoire sur le cerveau et le système nerveux en diagnostics et thérapies visant à améliorer la santé humaine.

Un autre domaine d’intérêt est la contribution de l’environnement aux troubles cérébraux. Le stress environnemental au début de la vie est un puissant facteur favorisant les troubles neurologiques et psychiatriques ultérieurs. Des études montrent que les communautés de couleur sont plus exposées à ces facteurs de stress, qui vont de l'environnement (par exemple le climat, la nutrition, l'exposition aux produits chimiques, la pollution) au social (par exemple la famille, l'éducation, le logement, la pauvreté). D’un point de vue clinique, comprendre comment les facteurs environnementaux contribuent aux maladies cérébrales est essentiel pour développer des thérapies efficaces.

« Qu'il s'agisse d'élargir notre compréhension du développement des maladies cérébrales ou d'explorer de nouvelles thérapies pour les troubles cérébraux, les chercheurs choisis pour le prix de cette année innovent dans la recherche neurologique sur les maladies neurologiques », a déclaré Ming Guo, MD, Ph.D., président du comité des prix, chaire Laurie & Steven C. Gordon de neurosciences et professeur de neurologie et de pharmacologie à la faculté de médecine UCLA David Geffen. « Ils étudient les fondements de maladies dévastatrices et qui altèrent la vie, notamment les tumeurs malignes du cerveau, la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, et avancent des idées qui pourraient conduire à de nouvelles connaissances sur le fonctionnement du cerveau et potentiellement identifier des remèdes pour des troubles neurologiques actuellement incurables à l'avenir. .»

Les prix s'inspirent des intérêts de William L. McKnight, qui a fondé la McKnight Foundation en 1953 et souhaitait soutenir la recherche sur les maladies cérébrales. Sa fille, Virginia McKnight Binger, et le conseil d'administration de la McKnight Foundation ont créé le programme de neurosciences McKnight en son honneur en 1977.

Plusieurs prix sont décernés chaque année. Les quatre prix de cette année sont :

Avec 134 lettres d'intention reçues cette année, les prix sont très compétitifs. Un comité composé d'éminents scientifiques examine les lettres et invite quelques chercheurs sélectionnés à soumettre des propositions complètes. Outre le Dr Guo, le comité comprend Susanne Ahmari, MD, Ph.D., faculté de médecine de l'Université de Pittsburgh ; Gloria Choi, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology ; André Fenton, Ph.D., Université de New York ; Joseph G. Gleeson, MD, Université de Californie à San Diego ; Tom Lloyd, MD, Ph.D., Baylor College of Medicine ; et Michael Shadlen, MD, Ph.D., Université de Columbia.

Les candidatures pour les lettres d'intention pour les prix 2025 s'ouvrent le 30 juillet 2024.

À propos du Fonds de dotation McKnight pour les neurosciences

Le fonds de dotation McKnight pour les neurosciences est une organisation indépendante financée exclusivement par la fondation McKnight de Minneapolis, dans le Minnesota, et dirigée par un conseil d’éminents neuroscientifiques de tout le pays. La Fondation McKnight soutient la recherche en neurosciences depuis 1977. La Fondation a créé le Fonds de dotation en 1986 afin de concrétiser l’une des intentions du fondateur William L. McKnight (1887-1978), l’un des premiers dirigeants de la société 3M.

En plus des prix de neurobiologie des troubles cérébraux, le fonds de dotation offre également un financement annuel par le biais des McKnight Scholar Awards, soutenant les neuroscientifiques dans les premiers stades de leur carrière de chercheur.

Prix de neurobiologie des troubles cérébraux

Aparna Bhaduri, Ph.D., professeur adjoint, chimie biologique et co-chercheur principal Kunal Patel, MD, Neurochirurgie, Université de Californie – Los Angeles

Caractériser le contexte : le rôle du microenvironnement dans la formation du glioblastome humain :

Le pronostic des personnes atteintes d’un glioblastome, une forme de cancer primitif du cerveau, a très peu changé depuis des décennies. L’un des défis réside dans le fait que le mécanisme par lequel le glioblastome se développe et se propage est mal compris. Les modèles de souris ne peuvent pas en dire beaucoup aux chercheurs, et les études sur les tumeurs retirées du cerveau ne montrent pas comment elles se sont développées.

Le laboratoire du Dr Bhaduri étudie comment le cerveau se développe et comment certains types de cellules sont réactivés dans le cas d'un cancer du cerveau, imitant les étapes du développement cérébral mais cooptées par la tumeur. En partenariat avec le Dr Patel, neurochirurgien spécialisé dans les chirurgies du glioblastome, le laboratoire de Bhaduri utilisera de nouvelles approches pour créer des systèmes utilisant des organoïdes développés à partir de lignées de cellules souches qui imitent étroitement l'environnement du cerveau humain, puis implanter, cultiver et étudier des échantillons de tumeurs que Patel collecte auprès de patients chirurgicaux. . Patel a développé des moyens de visualiser les tumeurs qui lui permettent d'éliminer certaines des cellules périphériques qui interagissent avec la matière cérébrale environnante, ce qui présente un intérêt particulier pour la recherche.

L'équipe de Bhaduri explorera les relations de lignée des types de cellules de glioblastome – comment elles changent à mesure que la tumeur se développe et les rôles des différentes cellules, que ce soit au centre, à la périphérie ou dans n'importe quelle partie de la tumeur – et examinera également comment les cellules tumorales interagissent. avec les cellules normales environnantes. Comprendre ce lien entre le développement et le glioblastome et la manière dont la tumeur interagit avec son environnement pourrait révéler des moyens de le perturber.

Aryn Gittis, Ph.D., professeur, Département des sciences biologiques, Université Carnegie Mellon, Pittsburgh, Pennsylvanie

Étude des circuits et des mécanismes qui favorisent la récupération durable du mouvement chez les souris appauvries en dopamine

Comprendre comment les circuits neuronaux contrôlent le mouvement chez les humains et comment recycler ces circuits après une blessure ou un dommage est au cœur du laboratoire du Dr Gittis. Ses nouvelles recherches explorent les moyens d'exploiter la plasticité du cerveau pour aider à atténuer les effets de la déplétion en dopamine – une caractéristique clé de la maladie de Parkinson – et à améliorer la fonction de mouvement pendant de plus longues périodes à l'aide d'impulsions électriques.

La stimulation cérébrale profonde, dans laquelle des fils implantés dans le cerveau délivrent une charge électrique constante et non spécifique, est approuvée et utilisée depuis un certain temps pour aider à soulager les symptômes de la maladie de Parkinson. Cependant, il ne traite que les symptômes, qui réapparaissent immédiatement lorsque la charge est éteinte. Le laboratoire de Gittis vise à découvrir exactement quelles voies neuronales sont nécessaires à la récupération locomotrice, comment les impulsions électriques peuvent être « réglées » pour affecter uniquement ces sous-populations et comment ces sous-populations peuvent être stimulées pour se réparer elles-mêmes, offrant un soulagement plus durable des symptômes, même sans stimulation continue.

Les travaux préliminaires sont prometteurs : en travaillant avec un modèle de souris appauvri en dopamine, Gittis et son équipe ont identifié des sous-populations spécifiques de neurones dans le tronc cérébral nécessaires au soulagement des symptômes. Chose passionnante, lorsqu'elles sont stimulées par une impulsion électrique soigneusement réglée (plutôt qu'un flux constant), l'activité des cellules est modifiée de manière à se traduire par des heures de mobilité améliorée sans autre stimulation. Ses recherches visent à déterminer si ces changements d’activité peuvent être rendus plus permanents pour amorcer la guérison et le recâblage des circuits neuronaux.

Thanh Hoang, Ph.D., Professeur adjoint, Département d'ophtalmologie, Département de biologie cellulaire et du développement, Michigan Neuroscience Institute, Université du Michigan, Ann Arbor, MI

Reprogrammation in vivo des astrocytes en neurones pour traiter la maladie de Parkinson

Les neurones du système nerveux central (SNC) sont essentiels à la coordination des fonctions corporelles, mais ils sont très vulnérables aux blessures. Lorsqu’ils sont endommagés, les effets peuvent être irréversibles puisque les neurones ne se réparent ni ne se remplacent naturellement. Dans la maladie de Parkinson, les neurones dopaminergiques ont perdu leur fonction, réduisant ainsi la dopamine dans le cerveau. Les traitements actuels se concentrent sur le soulagement des symptômes tels que l’amélioration du contrôle moteur. Le Dr Hoang adopte une approche différente dans ses recherches : trouver des moyens de reprogrammer les cellules gliales endogènes du cerveau en de nouveaux neurones, rétablissant ainsi la fonction du cerveau.

Le laboratoire de Hoang a prouvé le concept en utilisant des neurones rétiniens. À l’aide d’un modèle murin, Hoang a identifié des gènes dans les cellules gliales rétiniennes qui agissent comme suppresseurs, empêchant les cellules de se transformer en neurones. La perte simultanée de la fonction de ces quatre gènes a conduit à une conversion presque complète de ces cellules gliales en neurones rétiniens. Ses recherches visent à déterminer si le même principe peut être appliqué aux astrocytes, le type de cellule gliale le plus abondant dans le SNC, qui ressemble beaucoup à la glie rétinienne issue des recherches précédentes de son laboratoire.

Dans ses nouvelles recherches, Hoang vise une application thérapeutique. Il travaille à perfectionner un processus in vivo pour inhiber les suppresseurs dans les astrocytes via un vecteur de virus adéno-associé (AAV). Ses recherches consisteront d’abord à identifier les types de neurones qui résultent de ce processus – de nombreux types semblent en résulter – puis à déterminer quels facteurs sont nécessaires pour favoriser le développement et la maturation des neurones dopaminergiques en particulier. Ces travaux promettent de faire progresser la science de la reprogrammation cellulaire, avec des implications pour de nombreux troubles neurologiques en plus de la maladie de Parkinson.

Jason Shepherd, Ph.D., Professeur, École de médecine Spencer Fox Eccles, Université de l'Utah, Salt Lake City, UT

Transmission intercellulaire de type virus de Tau dans la maladie d'Alzheimer

Des années de recherche ont considérablement élargi notre compréhension de la maladie d'Alzheimer, marquée par un déclin cognitif, mais il reste encore beaucoup à apprendre sur ses causes et sur la façon dont la pathologie se propage dans le cerveau. Le Dr Shepherd et son laboratoire se concentrent sur le rôle de la protéine tau, une protéine présente dans les cellules cérébrales qui peut se replier et s'emmêler avec l'âge. Il existe une forte corrélation entre la quantité de protéine tau mal repliée et le déclin cognitif dans la maladie d'Alzheimer. Pour protéger les cellules, la protéine tau mal repliée doit être expulsée avant d’atteindre des niveaux toxiques et de provoquer la mort cellulaire. Cependant, la protéine tau mal repliée libérée par les cellules peut propager la pathologie tau à d’autres cellules et à travers le cerveau.

On ne sait pas exactement comment la protéine Tau est libérée des cellules, mais cela peut se produire sous forme de protéine « nue » ou conditionnée dans des vésicules extracellulaires (VE) enveloppées dans une membrane. L'équipe de Shepherd explore cette deuxième possibilité suite à une nouvelle découverte du laboratoire : Arc, un gène neuronal essentiel à la plasticité synaptique et à la consolidation de la mémoire, aurait pu évoluer à partir d'un ancien élément de type rétrovirus et conserver la capacité de former des véhicules électriques en fabriquant des virus. comme les capsides qui emballent le matériel et l’envoient aux cellules voisines. Arc lie Tau, de sorte que les Arc EV peuvent également propager le Tau mal replié, contribuant ainsi à la progression de la maladie d'Alzheimer.

Dans sa nouvelle recherche, Shepherd et son équipe visent à comprendre les mécanismes moléculaires de la libération de la protéine Tau dans les véhicules électriques, le rôle de l'Arc dans la pathologie de la protéine Tau et la manière dont les mécanismes dépendants de l'Arc contribuent à la propagation de la protéine Tau. Comprendre ces mécanismes pourrait éventuellement conduire à des thérapies réduisant la propagation de la protéine tau mal repliée, modifiant ainsi la trajectoire de la pathologie de la maladie d'Alzheimer.