Rapport écrit

 

logo.jpg (173038 bytes)La mémoire! Cette prodigieuse faculté à la base de nos souvenirs peut devenir fragile lors du vieillissement. Des substances toxiques comme les radicaux libres et les fragments de la protéine APP peuvent alors menacer l’intégrité des cellules neuronales. La recherche fonde beaucoup d’espoir sur certains produits neuro-protecteurs. Ceci m’a amené à présenter ce projet d’expérimentation consistant à comparer six de ces produits au plan de leur efficacité à sauvegarder les neurones de l’action des deux substances toxiques précitées.

 

Problématique: Notre cerveau est composé de 100 milliards de neurones qui établissent sans cesse des connections entre eux (plus de 10 000 par neurone) et c’est en renforçant ou en diminuant l’efficacité de ces connections que la mémorisation se fait. Il existe des maladies qui attaquent directement les neurones. Par exemple, dans l’Alzheimer, on trouve autour des neurones, d’étranges amas appelés plaques séniles. Ces agrégats qui sont composés de fragments d’une protéine s’occupant du maintien de la structure des neurones, l’APP (Amyloïde Protein Precursor) sont extrêmement toxiques. Ils dégagent des radicaux libres, molécules ayant au moins un électron non apparié. Cherchant à le combler, les radicaux libres vont arracher des atomes de carbone à la membrane des neurones, la perçant un peu partout. Il s’ensuit une entrée de substances indésirables tels les ions calcium et d’autres radicaux libres qui iront attaquer des structures vitales à l’intérieur du neurone et provoquer sa mort (apoptose). Étant donné que les neurones ne se reproduisent pas, cela affecte le cerveau et particulièrement la mémoire. Mais les radicaux libres peuvent être aussi une menace chaque jour dans un cerveau sain, puisque nos mitochondries en libèrent qui sont toutefois éliminés par notre système d’antioxydants naturels (vitamines A, C et E). Cependant, plus on produit de radicaux libres et plus ce système s’affaiblit, menant à un excès de radicaux libres, ce qui serait la principale cause du vieillissement. Contrer les radicaux libres pourrait se faire par une consommation de produits antioxydants ou neuro-protecteurs .

 

Les six produits neuro-protecteurs testés: 1- l’extrait de Ginkgo biloba obtenu à partir des feuilles de l’arbre et comportant deux principes actifs essentiels, les flavonoïdes et les terpénoïdes, 2- le resveratrol, molécule retrouvée dans la peau de raisin et 3- la vitamine E : des antioxydants qui détruiraient les radicaux libres en se fixant à eux. 4- L’estradiol, hormone féminine dont le manque à la ménopause pourrait être incriminé dans l’Alzheimer, 5- la DHEA (dehydroepiandrostérone) de la famille des stéroïdes et 6- l’IGF (Insulino Groth Factor) un facteur de croissance pour les neurones : des neuro-protecteurs qui protégeraient et permettraient une meilleur cicatrisation de ceux-ci. Jusqu’à présent, il n’y a pas eu d’étude comparative entre ces six produits très prometteurs selon la littérature et les chercheurs.

 

But: Le but de mon expérimentation a donc été de comparer ces six produits quant à leur efficacité antioxydante et neuro-protectrice contre la toxicité provoquée par les radicaux libres d’une part et les fragments d’APP d’autre part.

 

Hypothèse: Les six produits vont révéler des effets différents selon l’efficacité de leurs propriétés antioxydantes et/ou neuro-protectrices.

 

Liste de matériel:. L’expérimentation a eu lieu au Centre de recherche de l’Hôpital Douglas affilié à l’Université McGill. Le matériel a été: plats à 96 cavités, ependorffs, seringue, pipette Pasteur, micropipette avec embouts, micropipette avec peigne, vortex, incubateur, centrifugeuse, pompe à vide, hotte à flow laminaire, spectrophotomètre, éthanol, DCF, MTT, liquide riche en glucose, facteurs de croissance, tripsine ainsi que les six produits testés.

 

Manipulations: Partie 1: Culture des cellules neuronales

1- Assister un spécialiste du Centre de recherche pour prélever les cerveaux de fœtus de rats et en retirer les hippocampes.

2- Procéder à la dissociation des neurones en plaçant les hippocampes dans un liquide riche en glucose et auquel on a rajouté des enzymes dissociatrices (tripsine).

3- Effectuer la culture en distribuant les cellules dans 2 plats de 96 cavités chacun (25 µl par cavité) dans lesquels on a ajouté un liquide riche en glucose ainsi qu’en facteurs de croissance.

4- Incuber pendant 7 jours à 37°C pour que les cellules arrivent à pleine maturité.

 

Partie 2: Intoxication provoquée des neurones par du H202

1- Au huitième jour, j’ai ajouté à chacune des cavités du premier plat y compris les cavités témoins 50 µM de H202, un puissant peroxyde qui libère des radicaux libres, ceci afin d’endommager les neurones sains.

2- J’ai ajouté par la suite, à concentration différente, les 6 produits dans le but de mesurer leur capacité à sauvegarder après coup les neurones des radicaux libres.

3- J’ai incubé le premier plat pendant 24 heures.

 

Partie 3: Intoxication provoquée des neurones par les fragments d’APP

1- Au huitième jour, j’ai ajouté à chacune des cavités du deuxième plat, y compris les cavités témoin, 25 µM de fragments d’APP pour endommager les cellules à la façon de la maladie d’Alzheimer.

2- J’ai ajouté par la suite à concentration différente les 6 produits dans le but de mesurer leur capacité à protéger après coup les neurones de l’effet toxique des fragments d’APP.

3- J’ai incubé le deuxième plat pendant 24 heures.

 

Partie 4: Lecture des résultats

1- Au neuvième jour, j’ai rincé les cellules avec du liquide riche en glucose.

2- J’ai ajouté dans chacune des cavités du premier plat 25 µM de DCF (dichlorofluorescein diacetate), un produit qui devient fluorescent en présence de radicaux-libres.

3- J’ai ajouté dans chacune des cavités du deuxième plat 0.25 mg/ml de réactif (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) du test de MTT qui mesure la respiration des mitochondries donc la vitalité des neurones en virant au bleu.

4- J’ai incubé les plats trois heures. Certaines cavités ont alors révélé une fluorescence, d’autres, une couleur bleue.

5- Enfin, j’ai passé chacun des mes plats dans un lecteur de densité optique (spectrophotomètre) pour mesurer la fluorescence ainsi que la valeur MTT.

 

Résultats et discussion: (voir tableau)

 

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La lecture au spectrophotomètre a révélé ceci: l’estradiol et la DHEA n’ont pas réussi à protéger les neurones des fragments de l’APP. Fait étonnant, ils ont cependant démontré de faibles propriétés antioxydantes. L’IGF a protégé à

± 80% les neurones mais n’a pu éliminer les radicaux libres. Ce facteur de croissance favoriserait la cicatrisation du neurone mais sans agir sur le nœud du problème: les radicaux libres. La vitamine E qui est reconnue comme puissant antioxydant a permis l’élimination de ± 85% des radicaux libres mais n’a cependant pas protégé les neurones. Cela confirme donc que les radicaux libres agissent presqu’instantanément (10-11 seconde) et qu’un produit uniquement antioxydant ne peut protéger les neurones, le mal étant déjà fait: endommagement de la membrane, entrée de substances indésirables puis mort du neurone. Il faut donc avoir un produit à la fois antioxydant et à la fois neuro-protecteur. C’est ce qu’on retrouve chez le resveratrol et le Ginkg biloba. Le Ginkgo biloba en concentration de 100 µg/ml a protégé les neurones à 100%! Il est d’une puissance phénoménale grâce à ses constituants principaux agissant en synergie. Il semble qu’en plus d’éliminer les radicaux libres, d’expulser le calcium et d’inhiber certaines enzymes nuisibles, le Ginkgo empêcherait l’aggrégation de fragments d’APP et la libération de radicaux libres par ces derniers. Le produit agit complètement sur le nœud du problème. Finalement, le resveratrol a révélé des effets similaires mais plus faibles que ceux du Ginkgo. Cette molécule s’apparenterait à celles des différents principes actifs du Ginkgo (flavonoïdes, terpénoïdes...).

Ce projet concernant la mémoire va rester gravé dans la mienne. Comprendre le fascinant processus de la mémorisation, voir comment des substances toxiques précises viennent le mettre en danger et comment d’autres substances peuvent prévenir et contrer cette menace, a été un travail préalable ardu mais des plus intéressant. L’expérimentation comme telle a dépassé mes attentes, particulièrement en ce qui a trait à l’étonnant Ginkgo biloba: mère Nature est vraiment de notre bord! L’arbre millénaire, seule espèce vivante à avoir survécu à Hiroshima tient peut-être dans ses feuilles la réponse pour la survie de notre mémoire humaine. - "Ouf! Maintenant, j’ai moins peur de vieillir!"

 

 

Bibliographie

Livres:

GODAUX, Émile. 1990, Cent milliards de neurones, Collection La science apprivoisée, Éditions Labor, Bruxelles, 246 p.

RAWN, J. David. 1990, Traité de Biochimie, Éditions du Renouveau Pédagogique, Montréal, 1146 p.

LEHNINGER, Albert L., COX, Michael M., et NELSON, David L. 1994, Principes de biochimie, deuxième édition (Tr. Fr), Éditions Flammarion, collection Médecine-Sciences, 1035 p.

DUMONT, Eric. 1992, Thèse : Étude des propriétés antioxydantes d’un extrait de Ginkgo biloba in vitro sur un modèle microsomal et in vivo sur la seiche senescente, Université de Caen, France, 163 p.

 

Articles:

SLEKOE, Denis. La maladie d’Alzheimer et la protéine bêta-amyloïde, Pour la science, janvier 1992, pp.34-42.

VANIER, Paulette. Les bioflavonoïdes, Guide Ressources, décembre 1994, pp.51-54.

DEBY, Carol. La biochimie de l’oxygène, La recherche, janvier 1991, pp.57-64.

ROY, Sophie. L’apoptose ou le suicide cellulaire, Interface, mai-juin 1997, pp.29-34.

JOANETTE, Yves. Je vieillis, donc je pense…différemment, Interface, mai-juin 1996, pp.19-26.

GAUTHIER, Serge. Lueur d’espoir pour vaincre la maladie d’Alzheimer, Interface, novembre-décembre 1997, p. 22 - p. 29

LANTIERI, Marie-François. Les clés de la démence sénile, Science & Vie, mai 1993, p. 72 - p. 75

AGID, Yves. La génétique mouvementée, La Recherche, juin 1993, p. 744 - p. 745

VINCENT, Jérôme. Mémoire, comment la stimuler, Sciences et Avenir, juin 1996, p. 34 - p. 39

Plusieurs collaborateurs. La mémoire, La Recherche, juillet-août 1994, pp. 730-780.

Plusieurs collaborateurs. L’Alzheimer, La Recherche, novembre 1997, pp58-79.

Plusieurs collaborateurs. Le cerveau et la mémoire, Science & vie Junior hors série, avril 1998, 112 p.

 

Sites web:

ALLAIN, Hervé www.med.univ-rennes1.fr/galesne/pharmaco/radicaux_libres.htm, mars 1998.

ZÉKRI, Oussama www.med.univ-rennes1.fr/galesne/pharmaco/alzheimer.htm, avril 1998

DELACOURTE, A. www.john-libbey-eurotext.fr/articles/a3021fc39.htm, novembre 1997

Organisation internationale du Sida www.aidsida.org/CentreSante/dhea.htm, juin 1997

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LEMIEUX, Raymond www.cybersciences.com/cyber/4.0/oct97/vinrouge.htm, octobre 1997

CASSIUS DE LINVAL, Robert www.cybersciences.com/Cyber/3.0/N533.asp, décembre 1997

RAYBAUD, Hugues www.esculape.com/textes/cancerhug.htm, mai 1997

Centre Nationnal de Recherches Scientifiques (CNRS) www.cnrs.fr/cnrspresse/n353a2.htm, Janvier 1997

Clinique de Grolier www.preventaging.com/Mecanisme.htm, Décembre 1997

 

Cédérom :

Encyclopédie Encarta 1998, Microsoft France, 1998, version 1.0

 

Documents télévisuels :

Le cerveau, Découverte, Société Radio-Canada, Février 1999

L’Alzheimer, Découverte, Société Radio-Canada, Janvier 1999

L’Alzheimer, Esprit trouble, Canal Vie, Févirer 1999

 

Entrevues:

Docteur Pierre Matton, professeur de biologie, Université de Sherbrooke.

Docteur Daniel Tessier, spécialiste en gériatrie, Centre universitaire de gériatrie de Sherbrooke.

Docteur Jean Lessard, professeur de chimie organique, Université de Sherbrooke.

Docteur Rémi Quirion, pharmacologue, Centre de Recherche de l’Hôpital Douglas affilié à l’Université McGill.

 


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© David Laflamme,davidlaflamme@videotron.ca, école secondaire Montcalm, expo-sciences 1999