Ici, nous décrivons la procédure d’une étude pilote visant à explorer l’effet de la stimulation magnétique transcrânienne répétitive avec différentes fréquences (1 Hz / 20 Hz / 40 Hz) sur le métabolisme Aβ et tau dans le liquide céphalo-rachidien du singe rhésus.
Des études antérieures ont démontré qu’un régime non invasif de scintillement de la lumière et une stimulation auditive du tonus pouvaient affecter le métabolisme Aβ et tau dans le cerveau. En tant que technique non invasive, la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) a été appliquée pour le traitement des troubles neurodégénératifs. Cette étude a exploré les effets de la SMTr sur les niveaux d’Aβ et de tau dans le liquide céphalo-rachidien (LCR) du singe rhésus. Il s’agit d’une étude autocontrôlée en simple aveugle. Trois fréquences différentes (basse fréquence, 1 Hz; hautes fréquences, 20 Hz et 40 Hz) de la SMTr ont été utilisées pour stimuler le cortex préfrontal bilatéral-dorsolatéral (DLPFC) du singe rhésus. Une méthode de cathétérisme a été utilisée pour prélever le LCR. Tous les échantillons ont été soumis à la détection de puces liquides pour analyser les biomarqueurs du LCR (Aβ42, Aβ42/Aβ40, tTau, pTau). Les niveaux de biomarqueurs du LCR ont changé avec le temps après la stimulation par la SMTr. Après stimulation, le niveau d’Aβ42 dans le LCR a montré une tendance à la hausse à toutes les fréquences (1 Hz, 20 Hz et 40 Hz), avec des différences plus significatives pour les hautes fréquences (p < 0,05) que pour les basses fréquences.
Après la SMTr à haute fréquence, le niveau total de Tau (tTau) du LCR a immédiatement augmenté au point de temps post-SMTr (p < 0,05) et a progressivement diminué de 24 h. De plus, les résultats ont montré que le niveau de Tau phosphorylé (pTau) augmentait immédiatement après 40 Hz rTMS (p < 0,05). Le rapport Aβ42/Aβ40 a montré une tendance à la hausse à 1 Hz et 20 Hz (p < 0,05). Il n’y avait pas de différence significative dans les niveaux de tau avec la stimulation à basse fréquence (1 Hz). Ainsi, les hautes fréquences (20 Hz et 40 Hz) de la SMTr peuvent avoir des effets positifs sur les niveaux d’Aβ et de tau chez le LCR de singe rhésus, tandis que la SMTr à basse fréquence (1 Hz) ne peut affecter que les niveaux d’Aβ.
L’β amyloïde (Aβ) et le tau sont des biomarqueurs importants du LCR. Aβ se compose de 42 acides aminés (Aβ1-42), qui est le produit de la protéine précurseur amyloïde transmembranaire (APP) hydrolysée par des β et des γ-sécrétases1. Aβ1-42 peut s’agréger en plaques amyloïdes extracellulaires dans le cerveau en raison de ses caractéristiques de solubilité1,2. Tau est une protéine associée aux microtubules qui est principalement présente dans les axones et est impliquée dans le transport axonal antérograde3. L’hyperphosphorylation anormale du tau est principalement induite par le déséquilibre entre les kinases et les phosphatases, entraînant le détachement du tau des microtubules et la formation d’enchevêtrements neurofibrillaires (NFT)1. La concentration de tau augmente dans le LCR parce que les protéines tau et tau phosphorylées (pTau) sont libérées dans l’espace extracellulaire au cours du processus neurodégénératif. Des études antérieures ont montré que les biomarqueurs du LCR sont pertinents pour les trois principaux changements pathologiques du cerveau de la maladie d’Alzheimer (MA) : les plaques amyloïdes extracellulaires, la formation intracellulaire de NFT et la perte de neurones4. Des concentrations anormales d’Aβ et de tau sont présentes au stade précoce de la MA, permettant ainsi un diagnostic précoce de la MA5,6.
En 2016, Tsai et al. ont constaté que le scintillement non invasif de la lumière (40 Hz) réduisait les niveaux d’Aβ1-40 et d’Aβ1-42 dans le cortex visuel des souris pré-déposées7. Récemment, ils ont également rapporté que la stimulation auditive du tonus (40 Hz) améliorait la reconnaissance et la mémoire spatiale, réduisait les niveaux de protéines amyloïdes dans l’hippocampe et le cortex auditif (AC) des souris 5XFAD et diminuait les concentrations de pTau dans le modèle de tauopathie P301S8. Ces résultats indiquent que les techniques non invasives pourraient avoir un impact sur le métabolisme de l’Aβ et du tau.
En tant qu’outil non invasif, la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) pourrait stimuler électriquement le tissu neural, y compris la moelle épinière, les nerfs périphériques et le cortex cérébral9. De plus, il peut modifier l’excitabilité du cortex cérébral au site stimulé et dans les connexions fonctionnelles. Par conséquent, la SMT a été utilisée dans le traitement des troubles neurodégénératifs et des tests pronostiques et diagnostiques. La forme la plus courante d’intervention clinique dans la SMT, la SMTr, peut induire l’activation du cortex, modifier l’excitabilité du cortex et réguler la fonction cognitive / motrice.
Il a été rapporté que la SMTr à 20 Hz avait un effet neuroprotecteur in vitro contre les facteurs de stress oxydatifs, y compris le glutamate et l’Aβ, et améliorait la viabilité globale des cellules HT22 de l’hippocampe monoclonal chez la souris10. Après une stimulation rTMS de 1 Hz, l’enzyme de clivage APP 1 du site β, APP, et ses fragments C-terminaux dans l’hippocampe ont été considérablement réduits. Notamment, l’altération de la potentialisation à long terme, de l’apprentissage spatial et de la mémoire dans l’hippocampe CA1 a été inversée11,12. Bai et al. ont étudié l’effet de la SMTr sur le dysfonctionnement de l’oscillation gamma induit par Aβ lors d’un test de mémoire de travail. Ils ont conclu que la SMTr pouvait inverser le dysfonctionnement induit par l’Aβ, ce qui entraînerait des avantages potentiels pour la mémoire de travail13. Cependant, il existe peu de rapports sur les effets de la SMTr sur le métabolisme du tau et les changements dynamiques de l’Aβ et du tau dans le LCR avant et après la SMTr. Ce protocole décrit la procédure d’étude des effets de la SMTr à différentes fréquences (basse fréquence, 1 Hz; hautes fréquences, 20 Hz et 40 Hz) sur les niveaux d’Aβ et de tau dans le LCR de singe rhésus.
Aβ1-42, un biomarqueur bien établi de la MA, est un biomarqueur de base du LCR lié au métabolisme de l’Aβ et à la formation de plaque amyloïde dans le cerveau et a été largement utilisé dans les essais cliniques et la clinique26. Des études récentes ont montré que le rapport Aβ42/Aβ40 du LCR est un meilleur biomarqueur diagnostique de la MA que l’Aβ42 seul, car il s’agit d’un meilleur indicateur de la pathologie de type MA2…
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs tiennent à remercier Sichuan Green-House Biotech Co., Ltd d’avoir fourni la chaise de singe et d’autres dispositifs connexes. Cette recherche n’a reçu aucune subvention spécifique d’un organisme de financement dans les secteurs public, commercial ou sans but lucratif.
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CCY-I magnetic field stimulator | YIRUIDE MEDICAL, Wuhan, China | ||
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