On le répète depuis des années. Bouger, c’est bon pour la santé. Pour le coeur, pour le moral, pour les muscles. Mais pour le cerveau ? Et surtout pour un cerveau attaqué par sa propre immunité ?
C’est la question que se posent les neurologues face à la sclérose en plaques. Cette maladie auto-immune chronique touche environ 2,9 millions de personnes dans le monde. Le système immunitaire s’en prend à la gaine de myéline, cette couche protectrice qui entoure les neurones dans le cerveau et la moelle épinière. Résultat : les signaux nerveux passent mal, les symptômes neurologiques s’aggravent avec le temps et aucun traitement actuel ne protège directement les neurones.
Les médicaments existants freinent l’inflammation. Ils calment le système immunitaire. Mais ils ne font rien pour empêcher les cellules nerveuses de mourir. C’est le problème central de la forme progressive de la maladie.
Pourtant, un détail intrigue les chercheurs depuis longtemps : les patients qui font de l’exercice physique régulier voient certains symptômes s’améliorer. Pas seulement la fatigue ou la force musculaire. Des symptômes neurologiques. Comme si le sport agissait directement sur le cerveau.
Personne ne savait expliquer pourquoi. Jusqu’à maintenant.
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Une hormone produite par les muscles
Une étude publiée dans la revue Nature Metabolism(1) apporte une réponse. Des chercheurs du Mass General Brigham (Boston) et du Centre Médical Universitaire de Hambourg-Eppendorf (UKE) ont identifié le messager chimique qui relie l’effort physique à la protection du cerveau.
Ce messager, c’est l’irisine. Une hormone sécrétée par les muscles squelettiques pendant l’exercice. Pour faire simple : quand on contracte ses muscles, ils libèrent cette molécule dans le sang. L’irisine circule ensuite dans tout l’organisme et, point essentiel, elle traverse la barrière hémato-encéphalique (la membrane qui filtre ce qui entre dans le cerveau).
L’irisine n’est pas une découverte récente. Elle a été identifiée en 2012. On savait déjà qu’elle jouait un rôle dans le métabolisme des graisses et dans la cognition. Des travaux antérieurs avaient montré des effets protecteurs dans des modèles animaux de la maladie d’Alzheimer et de Parkinson.
Mais son rôle dans la sclérose en plaques restait inconnu.
Ce que l’étude a montré chez la souris
Les chercheurs ont utilisé un modèle animal classique de sclérose en plaques appelé EAE (encéphalomyélite auto-immune expérimentale). Les souris développent une maladie qui ressemble à la forme humaine, avec inflammation, perte de myéline et dégénérescence des neurones.
L’exercice protège les neurones, mais seulement avec l’irisine
Premier constat : les souris qui couraient volontairement sur une roue pendant 8 semaines (environ 7,8 km par jour en moyenne) avant l’induction de la maladie ont mieux récupéré. Elles perdaient moins de neurones dans la moelle épinière.
Mais voilà le test décisif. Les chercheurs ont refait la même expérience avec des souris génétiquement modifiées, incapables de produire de l’irisine (souris dépourvues du gène Fndc5, le précurseur de l’hormone). Ces souris couraient aussi. Elles faisaient de l’exercice de la même manière.
Résultat : aucune protection. L’exercice ne changeait rien chez elles. Les neurones mouraient au même rythme que chez les souris sédentaires.
En clair : sans irisine, le sport ne protège pas le cerveau dans ce modèle.
L’injection d’irisine reproduit les bienfaits du sport
Les chercheurs sont allés plus loin. Ils ont injecté de l’irisine dans le sang de souris malades (via un vecteur viral qui produit l’hormone de façon continue). Sans exercice. Juste l’hormone.
Les résultats sont nets. L’irisine a réduit la perte de neurones dans trois zones distinctes du système nerveux central :
- La moelle épinière ;
- L’hippocampe (zone clé pour la mémoire) ;
- La rétine.
Elle a aussi préservé les synapses (les connexions entre neurones) et restauré l’activité mitochondriale dans les motoneurones. Les mitochondries, ce sont les centrales énergétiques des cellules. Quand elles dysfonctionnent, les neurones manquent d’énergie et finissent par mourir. C’est l’un des mécanismes majeurs de la neurodégénérescence dans la sclérose en plaques.
Au niveau comportemental, les souris traitées à l’irisine retrouvaient leur capacité de discrimination contextuelle (un test de mémoire hippocampique). Les souris non traitées la perdaient.
Ce que l’irisine ne fait pas
C’est peut-être le résultat le plus surprenant de l’étude. L’irisine n’agit pas sur le système immunitaire.
Les chercheurs ont analysé en détail les cellules immunitaires dans le sang et dans la moelle épinière des souris traitées. Aucune différence significative avec les souris non traitées. Pas de modification des lymphocytes T, pas de changement dans l’activation des macrophages, pas de réduction des lésions inflammatoires.
L’irisine ne calme pas l’inflammation. Elle protège directement les neurones malgré l’inflammation. C’est un mécanisme fondamentalement différent de celui des traitements actuels.
Comme le résume Ruxandra F. Sîrbulescu, co-auteure principale de l’étude et neuroimmunologiste au Mass General Brigham, l’effet observé n’est pas une suppression de l’immunité périphérique, mais bien une neuroprotection directe.
Comment l’irisine se fixe sur les neurones
L’étude a aussi identifié un mécanisme d’action potentiel. L’irisine se fixerait sur les neurones via un récepteur appelé intégrine αV/β5. En temps normal, la sous-unité β5 de ce récepteur n’est pas exprimée à la surface des neurones sains. Mais en condition inflammatoire (pendant la maladie), les motoneurones de la moelle épinière surexpriment cette sous-unité.
Autrement dit : les neurones malades fabriquent eux-mêmes la porte d’entrée pour l’irisine. Une sorte de signal de détresse moléculaire qui permettrait à l’hormone de venir les protéger au bon moment.
L’analyse transcriptomique (l’étude de l’expression de tous les gènes) a révélé que l’irisine modifie l’expression de plus de 1 000 gènes dans les neurones, principalement des gènes liés aux synapses et aux mitochondries. Dans les cellules non neuronales, seulement 2 gènes étaient modifiés.
L’effet est massivement ciblé sur les neurones.
Ce que cela signifie pour les patients
Il faut le dire clairement : cette étude a été réalisée chez la souris. Pas chez l’humain. Le modèle EAE reproduit certaines caractéristiques de la sclérose en plaques, mais pas toutes. Le passage de la souris à l’homme est un processus long, avec de nombreux échecs possibles.
Pour autant, plusieurs éléments rendent ces résultats porteurs d’espoir :
- L’irisine est identique à 100 % entre la souris et l’humain (même séquence de 112 acides aminés) ;
- Des études cliniques ont déjà montré que l’exercice augmente les niveaux d’irisine chez les patients atteints de sclérose en plaques, y compris dans les formes progressives ;
- Aucun traitement neuroprotecteur direct n’existe actuellement pour cette maladie.
L’auteure principale, Christiane D. Wrann, neuroscientifique au McCance Center for Brain Health du Massachusetts General Hospital, se dit optimiste sur le potentiel de développement de l’irisine comme traitement de la sclérose en plaques progressive.
Il faut aussi noter que Wrann détient un brevet lié à l’irisine et co-fonde Aevum Therapeutics, une entreprise qui développe des médicaments inspirés des mécanismes protecteurs de l’exercice physique. Ces liens d’intérêts sont déclarés dans la publication.
Ce qu’il ne faut pas en conclure
L’exercice ne guérit pas la sclérose en plaques. L’irisine n’est pas un médicament disponible. Les bénéfices du sport dans cette maladie sont complexes et impliquent probablement de nombreux facteurs, pas seulement l’irisine.
Mais cette étude pose un jalon. Elle identifie pour la première fois un médiateur moléculaire précis qui relie directement l’exercice physique à la protection des neurones dans un contexte de maladie auto-immune du système nerveux. Et ça, c’est nouveau.
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Sources éditoriales et fact-checking
