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MARQUEURS BIOLOGIQUES

DE LA MALADIE D ALZHEIMER.

par Didier Lefranc

I] INTRODUCTION :

Dans l'état actuel de nos connaissances, il n'existe pas "un" marqueur du diagnostic de MA. Depuis plus d'une décennie, grâce aux progrès de la biologie et des techniques d'imagerie, un nombre considérable de travaux ont été publiés dans ce domaine avec le plus souvent des résultats jugés statistiquement significatifs. Néanmoins, les résultats montrent un chevauchement important entre les populations de patients possédant les critères de maladie d'Alzheimer "probable" et les sujets utilisés comme contrôles. Ceci est dû, d'une part à la présence d'environ 20% de "faux diagnostics positifs" dans la population étudiée (Tierney et al., 1988) et d'autre part, à la présence dans la population dite "contrôle" de patients atteints d'une maladie d'Alzheimer à un stade encore asymptomatique. Ces résultats obtenus sur des groupes sont très significatifs mais ils ne sont pas applicables à un individu donné.

II] ETAT DE LA QUESTION :

1. Marqueurs en rapport avec la dégénérescence neurofibrillaire.

Les paires hélicoïdales de filaments (PHF), caractéristiques de la dégénérescence neurofibrillaire (DNF), sont retrouvées au sein des enchevêtrements neurofibrillaires, au pourtour des plaques neuritiques au sein des neurones dystrophiques et dans les fibres incurvées dispersées dans le neuropile. Les constituants antigèniques principaux des PHF sont des protéines Tau anormalement phosphorylées nommées suivant leur poids moléculaire Tau 55, 64 et 69 (Brion et al., 1985; Delacourte et al., 1986). Ce triplet correspond à A68 (Wolozin et al., 1986) à ADAP (Alzheimer's Disease Associated Protein) (Ghanbari et al., 1990) ou aux Tau-PHF décrits par d'autres auteurs (Goedert, 1993). Certains antigènes présents au sein des PHF comme l'ubiquitine (Mori et al., 1987) sont retrouvés dans le LCR en quantité plus élevée dans la maladie d'Alzheimer (Wisniewski et al., 1989; Wang et al., 1991; Kudo et al., 1994). Malheureusement, par leur caractère ubiquitaire, le dosage de ces protéines ne montrent que des différences quantitatives peu spécifiques (Manaka et al., 1992).

Récemment, une protéine de 21 kD, nommée "neuronal thread protein (NTP)" et surexprimée dans des homogénats de cerveaux de patients atteints de la maladie d'Alzheimer, semble être détectée en quantité plus importante dans le LCR des patients (de la Monte et al., 1992; Chong et al., 1992). L'origine et les propriétés biochimiques de cette protéine ne sont encore que partiellement connues (Blennow et al., 1995a). La concentration d'ADAP détecté par ALZ-50 est significativement plus élevée dans le LCR des patients atteints de maladie d'Alzheimer que chez les sujets contrôles, avec là aussi un chevauchement important des résultats (Ghanbari et al., 1991). Enfin, deux rapports de l'équipe de Wisniewski indiquaient que les quantités d'antigènes liés aux PHFs (Mehta et al. 1985; Wisniewski, 1988) étaient plus élevées dans le LCR des patients atteints de M.A, avec un chevauchement important avec les contrôles du même âge.

Finalement, la présence d'antigènes liés aux PHF et par là même de protéines Tau dans le LCR, jusque là suggérée, a été établie avec le dosage en ELISA mis au point par Innogenetics (Vandermereen et al., 1993). Depuis, de nombreux travaux ont été réalisés à l'aide de techniques ELISA très sensibles utilisant des sondes monoclonales et polyclonales dirigées contre les protéines Tau. Ces anticorps reconnaissent des épitopes indépendants de la phosphorylation. L'examen des données de la littérature montre qu'en fait seuls 3 test différents ont été développés et utilisés par d'autres équipes.Dans le sérum, le dosage de protéines Tau reste à ce jour totalement inexploitable (Blennow K et al., 1995b).

Dans le liquide céphalorachidien, les différents résultats présentés dans la littérature tendent à montrer une augmentation significative de la concentration des protéines Tau dans le LCR de patients atteints de MA. Néanmoins, les valeurs fournies varient selon les tests développés de 40 pg/ml à 820 pg/ml pour des patients répondant aux critères de MA probable et de 27 pg/ml à 380 pg/ml chez les sujets sains (Arai H et al., 1995; Blennow K et al., 1995b; Galasko D. et al.,1997; Hock C et al. 1995; Isoe K et al., 1996; Jensen M et al.,1995; Mori H et al., 1995; Munroe WA et al., 1995; Riemenschneider M et al., 1996; Rösler N et al., 1996; Skoog I et al, .1995; Tato RE et al., 1995; Vandermeeren M et al, .1993; Vigo-Pelfrey C et al., 1995a, 1995b). Cependant une majorité d'auteurs s'accordent sur la valeur limite de 200 pg/ml au dessus de laquelle se rencontre la majorité des patients atteints de MA.

Une étude récente (Blennow K et al., 1995b) montre que le dosage des protéines Tau-PHF s'avère moins spécifique encore. Dans ce travail, les valeurs trouvées sont anormalement élevées mais peuvent s'expliquer par les différences d'affinité de l'anticorps pour les protéines Tau intrathécales. Ceci mériterait une confirmation ultérieure par d'autres équipes. Finalement, la problèmatique actuelle réside en la discrimination entre MA et autres pathologies dégénératives. En effet, qu'il s'agisse de démence vasculaire ou de démence neurodégénérative présentant une pathologie Tau, les valeurs observées sont souvent assimilables à celles trouvées chez les sujets atteints de MA. La spécificité et la sensibilité de ces tests restent souvent insuffisantes. Si tous ces résultats sont jugés statistiquement significatifs, ils ne peuvent donc encore constituer une aide au diagnostic fiable pour le clinicien. Il semblerait que l'augmentation de protéines Tau dans le LCR ne soit pas le reflet d'un processus de dégénérescence neuronale de type Alzheimer avec formation de PHF. Le fait même de trouver des protéines Tau dans le LCR de sujets sains laisse à penser qu'il existe, au moins en partie, un processus normal voire physiologique de 'relargage' des protéines Tau dans le LCR. D'autre part, les concentrations de protéines Tau dans le LCR sont élevées chez certains patients (démence vasculaire, intoxication au monoxyde de carbone, accident vasculaire cérébral), suggérant que la souffrance et/ou la mort neuronale est reponsable de l'augmentation de la concentration de protéines Tau dans le LCR.

On pouvait donc attendre beaucoup de la caractérisation des proteines Tau intrathécales. Néanmoins, les résultats publiés se trouvent être hétérogènes ou discordant. Les premier résultats publiés en 1987 (Wolozin and Davies, 1987) en utilisant du LCR non-concentré et des techniques de détection peu sensibles ne permettaient pas d'affirmer que le marquage obtenu était spécifique de protéines Tau intrathécales. Dans les études qui ont suivies certains auteurs ont montré la présence d'un variant unique de 55 kDa (Vigo-Pelfrey C et al., 1995) alors que d'autres décrivent un triplet Tau 55, 64, 69 kDa similaire à celui rencontré dans le tissu cérébral (Arai H et al., 1995). Plus récement, G.Johnson et al. (1997) ont montré que les variants retrouvés dans le LCR sont essentiellement des fragments tronqués ne possédant que la partie N-terminale des protéines Tau. Les divergences constatés entre ces travaux sont pour une part dûes aux sondes immunologiques utilisées mais d'autres éléments doivent être pris en compte. Ainsi, Vigo-Pelfrey C. et al. [79] et Johnson G. et al. [40] utilisent des sondes et des techniques similaires mais parviennent cependant à des résultats sans recoupement. On ne peut ici ni incriminer la sensibilité de la méthodologie ni la qualité des sondes. Seules les populations étudiées sont différentes mais ne devraient pas présenter de telles variations. Cependant, quelque soit l'étude, l'observation intéressante est que la nature des fragments décrits ne diffèrent pas d'une population de patients atteints de MA à une population de sujets sains ou atteints d'autres pathologies neurologiques, suggérant qu'un processus normal ( à savoir l'élimination de fragments de protéines Tau dans le LCR) est exacerbé au cours de pathologies entrainant une mort ou un stress neuronal. Par ailleurs le travail d'Araï et al. [1] a été réalisé a partir de LCR non concentré en immuno-empreinte. Si l'on en croit leur méthodologie, la quantité de protéines Tau déposée laisse à penser qu'ils disposent d'une méthode de détection en immunoempreinte aussi sensible que l'ELISA. Se donc alors le problème de la spécificité du marquage qu'ils observent. Ceci montre la complexité du travail de caractérisation des protéines Tau intrathécales et prouve l'intérêt voire la nécessité de disposer de nouvelles sondes immunologiques sensibles et spécifiques, capables de dicerner spécifiquement la MA.

REFERENCES