Ce chapitre est consacré aux thérapeutiques innovantes, mais qu'est-ce qu'une thérapeutique innovante pour la maladie d'Alzheimer ? Une thérapeutique déjà utilisée qui fait appel à un concept récent et novateur ou une thérapeutique encore putative fondée sur des pistes avérées expérimentalement mais qui demandent encore à être étayées chez l'homme ? Les quelques thérapeutiques utilisées actuellement sont fondées sur des observations souvent anciennes (stratégie anti-acétylcholinestérasique) ou plus récentes (stratégie anti-glutamatergique) mais ne peuvent être réellement considérées comme des thérapeutiques innovantes. Elles seront donc rapidement passées en revue puisque traitées ailleurs. Les thérapeutiques potentiellement innovantes sont issues des avancées récentes et n'en sont souvent qu'à leurs balbutiements. Elles sont souvent focalisées autour du peptide amyloïde, que ce soit sa formation ou les conséquences cellulaires de sa surproduction. Ce chapitre est donc centré sur les différentes approches thérapeutiques (tableau 5.I) que l'on peut prospectivement proposer et qui sont pour certaines très prometteuses et pour d'autres, se heurtent à des problèmes conceptuels ou théoriques qui seront abordés ici.

Sont rassemblés ici les traitements actuels.

L'observation d'un déficit de la transmission cholinergique dans la maladie d'Alzheimer a conduit au développement des premiers agents approuvés pour traiter les symptômes de démence, les inhibiteurs de l'acétylcholinestérase. En effet, l'hypothèse cholinergique propose un rôle central du déficit d'acétylcholine dans les symptômes cognitifs, fonctionnels et comportementaux observés dans la maladie d'Alzheimer. Il apparaît que les noyaux cholinergiques sont altérés ainsi que les indices biochimiques de la fonction cholinergique et que cette altération est corrélée avec la sévérité de la démence (Bartus et coll., 1982 ; Lleo et Greenberg, 2006). Les inhibiteurs d'acétylcholinestérase, qui tendent à préserver les niveaux endogènes d'acétylcholine, sont donc les médicaments les plus fréquemment utilisés dans la maladie d'Alzheimer. Les plus connus sont la tacrine, le donépézil, la rivastigmine et la galantamine. La tacrine est maintenant évitée car elle présente une forte toxicité hépatique associée. Les inhibiteurs d'acétylcholinestérase sont proposés pour améliorer les déficits cognitifs des patients atteints de maladie d'Alzheimer débutante à modérément sévère et stabiliser les fonctions comportementales de ces sujets. Même si le traitement par des inhibiteurs d'acétylcholinestérase semble retarder de 6 mois les déficits cognitifs (Takeda et coll., 2006), il apparaît clairement que ces inhibiteurs n'interrompent pas la cascade pathologique sous-tendant la dysfonction synaptique responsable de ces déficits.

Il existe un travail intéressant qui pourrait être considéré comme innovant, directement lié à l'approche décrite ci-dessus. En effet, Fu et ses collaborateurs (2005) ont inhibé, par une approche d'ARN anti-sens, l'expression du gène codant pour l'acétylcholinestérase. Ces auteurs ont montré que cette approche améliorait les performances cognitives chez l'animal transgénique. Ces résultats sont intéressants, mais sont pour l'instant restreints aux modèles animaux.

Une autre approche pour traiter la maladie d'Alzheimer est le blocage de la transmission glutamatergique. Le glutamate est le neurotransmetteur excitateur principal du système nerveux central. On pense que dans la maladie d'Alzheimer, celui-ci serait impliqué dans l'activation excessive des récepteurs au N-méthyl-D-aspartate (NMDA), avec pour conséquence une entrée et une accumulation intracellulaire de Ca²⁺ engendrant la mort neuronale. Cette observation suggérait que des antagonistes des récepteurs NMDA, c'est-à-dire des molécules capables de bloquer l'effet du glutamate, pourraient être neuroprotecteurs. Ce postulat a conduit au développement et à l'utilisation en clinique de la mémantine. Cette molécule semble effectivement réduire la détérioration cognitive et ceci, particulièrement quand elle est utilisée en combinaison avec un inhibiteur d'acétylcholinestérase, le donépézil (Tariot et coll., 2004).

Les avancées de la recherche sur les mécanismes biologiques impliqués dans le développement de la maladie d'Alzheimer permettent d'entrevoir de nouvelles perspectives thérapeutiques.

Compte tenu de l'impact délétère de l'accumulation de peptide β-amyloïde pathogène, il semble primordial d'envisager des stratégies visant à réduire la surproduction de ce peptide ou à stimuler son catabolisme.

La β-sécrétase est le nom générique pour l'activité protéolytique qui clive le précurseur du peptide β-amyloïde (βAPP) et libère l'extrémité N-terminale du peptide Aβ. Cette enzyme hydrolyse aussi, et apparemment de façon préférentielle, la liaison peptidique localisée entre les résidus 10 et 11 du peptide Aβ. Cette enzyme (appelée BACE1, ASP2 ou mémapsine 2) a été clonée assez récemment (Hussain et coll., 1999 ; Sinha et coll., 1999 ; Vassar et coll., 1999 ; Yan et coll., 1999 ; Lin et coll., 2000). Un des problèmes posés par une stratégie visant une enzyme est que celle-ci est généralement peu spécifique et l'on peut donc s'interroger sur la nature des autres substrats et leur fonction. En d'autres termes, on ne peut négliger les effets secondaires potentiels qui résulteraient de l'inhibition de l'activité BACE1 si celle-ci est impliquée dans le catabolisme de protéines dont la fonction physiologique est vitale pour la cellule et donc pour l'organisme. Des études d'invalidation génique de BACE1 ont en ce sens été extrêmement encourageantes puisque les animaux dépourvus de BACE1 sont viables, fertiles et ne présentent pas d'altérations phénotypiques majeures (Cai et coll., 2001 ; Luo et coll., 2001 ; Roberds et coll., 2001), bien que de récentes études indiquent que BACE1 hydrolyse d'autres substrats que la βAPP (Kitazume et coll., 2005 ; Willem et coll., 2006). La mauvaise nouvelle est que la cristallisation de BACE1 associée à son substrat a révélé que le site de liaison du substrat à son enzyme était très étendu. Cela pourrait s'avérer être un obstacle majeur, rendant très difficile la conception d'inhibiteurs non peptidiques, biodisponibles et métaboliquement stables. Ainsi, si quelques études font état de progrès vers le développement d'inhibiteurs de β-sécrétase, il n'y a pas actuellement de molécules ayant atteint le stade de l'essai clinique.

Deux autres approches ciblant directement ou indirectement la β-sécrétase ont été proposées. La première consiste à réduire les taux de BACE1 par une approche ARN anti-sens. La délivrance par lentivirus de siRNA1 dirigés contre BACE1 réduit à la fois la production de peptide Aβ et les déficits cognitifs chez la souris transgénique (Singer et coll., 2005). Cette approche in vivo souligne le potentiel thérapeutique d'une telle approche. Une autre étude intéressante a consisté à bloquer l'accessibilité de BACE1 pour la βAPP en développant des anticorps dirigés contre le site β de coupure de la protéine βAPP (Arbel et coll., 2005). Cette approche a été validée par le fait que les auteurs ont montré que les anticorps s'associaient effectivement avec la βAPP et que ceci se traduisait par une diminution de la production intracellulaire et extracellulaire de peptide Aβ. L'intérêt de cette approche encore expérimentale est de s'affranchir du fait que BACE1 puisse couper d'autres substrats, de garder fonctionnelle l'enzyme pour ses fonctions ne concernant pas la βAPP, et de ne pas nécessiter la conception difficile et problématique d'inhibiteurs spécifiques de cette enzyme.

L'activité γ-sécrétase est un terme générique qui englobe deux types d'activités enzymatiques, l'une dépendante (Herreman et coll., 2000 ; Zhang et coll., 2000) et l'autre indépendante des présénilines (PS) (Armogida et coll., 2001 ; Wilson et coll., 2003 ; Lai et coll., 2006). La γ-sécrétase dépendante des PS est en réalité un complexe multiprotéique de haut poids moléculaire comprenant au moins quatre protéines distinctes dont la biologie est extrêmement complexe (De Strooper, 2003) et dont on pense que le core enzymatique correspond aux PS elles-mêmes. La γ-sécrétase libérant l'extrémité C-terminale du peptide Aβ est une cible théorique primordiale si l'on veut bloquer la surproduction de ce peptide. Toutefois, la stratégie visant à bloquer ce complexe enzymatique s'est rapidement avérée problématique. En effet, l'inactivation génique des PS est létale in utero (De Strooper et coll., 1998). Ceci est dû à la spécificité large de ce complexe pour toute une série de substrats dont certains nécessitent une coupure par la γ-sécrétase pour exprimer une fonction vitale pour l'organisme. Ainsi, on pense que l'invalidation des PS est létale parce qu'elle abolit la coupure de Notch (De Strooper et coll., 1999), une protéine transmembranaire dont le fragment intracellulaire (NICD ou Notch IntraCellular Domain) libéré par la γ-sécrétase migre vers le noyau où il régule la transcription de gènes impliqués dans le contrôle de l'embryogénèse (Kopan et Goate, 2000). On connaît maintenant plus de trente substrats du complexe γ­sécrétase dépendant des PS. Les problèmes putatifs de toxicité d'inhibiteurs de la γ-sécrétase n'ont toutefois pas découragé tous les acteurs industriels et très récemment, Siemers et ses collaborateurs (2006) ont décrit un inhibiteur (LY450139) et étudié sa toxicité. Les auteurs ne rapportent pas de toxicité marquée mais il faut souligner que l'essai clinique était de très court terme. Enfin, aucune différence significative des taux de Aβ dans le liquide céphalo-rachidien n'a été rapportée (Siemers et coll., 2006).

De nombreux médiateurs de l'inflammation (protéines du complément activées, cytokines, chémokines...) sont présents dans le cerveau de patients atteints de maladie d'Alzheimer et un rôle des processus inflammatoires chroniques dans la pathologie a été avancé (Pratico et Trojanovski, 2000). Il est actuellement difficile de distinguer entre un effet causal de l'inflammation, qui activerait les réponses immunitaires dans la maladie d'Alzheimer, et une simple conséquence de l'apparition des plaques et de la présence exacerbée du peptide Aβ et/ou des dégénérescences neurofibrillaires. Les anti-inflammatoires non stéroïdiens (NSAIDs ou Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs) réduisent généralement les réponses inflammatoires en inhibant la cyclooxygénase (COX). De manière intéressante, dans des cellules transfectées, mais aussi chez l'animal transgénique « Alzheimerisé », certains NSAIDs (ibuprofène, indométhacine, sulindac) peuvent, de manière indépendante de COX et sans affecter la voie Notch, réduire la production de Aβ42 (Weggen et coll., 2001). Ceci s'accompagne de l'augmentation d'un autre produit du catabolisme de la βAPP, le Aβ38 sans affecter la production de Aβ40. L'analyse plus exhaustive de l'effet des NSAIDs a compliqué les choses puisque, selon le type cellulaire examiné, des inhibiteurs de COX2 et certains bloqueurs de COX1 augmentent la production de Aβ42 sans affecter Aβ40 (Gasparini et coll., 2004). Aucun de ces inhibiteurs n'affecte le processing de Notch ni ne module les produits C-terminaux dérivés de l'attaque de la βAPP par la γ-sécrétase, indiquant que cette enzyme n'était pas directement la cible des NSAIDs. Les NSAIDs dont l'effet sur le peptide Aβ est indépendant de COX interagiraient avec le complexe γ-sécrétase et moduleraient sa spécificité de coupure, à la fois in vitro et in vivo.

Plusieurs essais thérapeutiques contrôlés ont été réalisés ces dernières années pour examiner le potentiel d'anti-inflammatoires variés comme thérapeutique dans la maladie d'Alzheimer. Ils n'ont pas donné lieu à des conclusions consensuelles. Une méta-analyse impliquant onze études prospectives et non prospectives a montré que la prise de NSAIDs était associée à un risque minoré de développer une maladie d'Alzheimer (Szekely et coll., 2004). En revanche, une étude à court terme a établi que le nimesulide n'avait pas d'effet bénéfique sur les déficits cognitifs (Aisen et coll., 2002). De même, des essais réalisés avec le naproxen (Aisen et coll., 2003) et le rofecoxib (inhibiteur sélectif de COX2) (Reines et coll., 2004) n'ont pas pu établir d'effet bénéfique vis-à-vis des symptômes de la maladie d'Alzheimer. Les résultats concernant les NSAIDs et, plus généralement les anti-inflammatoires, sont donc encore extrêmement discutés.

L'α-sécrétase est une protéase impliquée dans la maturation physiologique de la βAPP. Son action au milieu de la séquence Aβ de la βAPP conduit théoriquement à diminuer la production du peptide Aβ. C'est donc une enzyme qui doit être activée pour être bénéfique. La possibilité d'augmenter l'activité α-sécrétase cellulaire a été documentée quand différents groupes ont montré que la coupure α-sécrétase de la βAPP était constitutive mais aussi régulée, notamment par la voie de la protéine kinase C (PKC) (pour revue voir : Checler, 1995). Il a été établi que des activateurs de la PKC non seulement augmentaient la coupure α-sécrétase, mais que cela se répercutait par des taux diminués de peptide Aβ in vivo (Savage et coll., 1998). Il faut signaler que les phorbol esters utilisés pour stimuler l'α-sécrétase dans cette étude présentent la particularité d'induire une transformation néoplasique. Le challenge est donc de développer des agents stimulant l'α-sécrétase sans induire de tumeurs. Quelques résultats prometteurs ont été obtenus en ce sens (tableau 5.II). Ainsi, la bryostatine réduit l'accumulation de peptide Aβ dans le cerveau de souris transgéniques sans effets secondaires immédiats (Etcheberrigaray et coll., 2004).

Les enzymes de dégradation du peptide amyloïde sont aussi des enzymes dont l'activation peut potentiellement conduire à diminuer les niveaux de peptides Aβ. Les enzymes majeures participant au catabolisme du peptide Aβ sont la néprilysine (NEP), l'enzyme de dégradation de l'insuline (IDE) et l'enzyme de conversion de l'endothéline (ECE) (pour revue voir : Carson et Turner, 2002). La surexpression de ces enzymes conduit à une réduction de peptide Aβ alors que leur inactivation potentialise généralement son expression. Diverses options peuvent être envisagées concernant l'activation pharmacologique de ces enzymes. Tout d'abord, la conceptualisation d'activateurs peptidiques ou non peptidiques qui peuvent potentialiser de manière allostérique ou non les enzymes ciblées. Un bon activateur devrait présenter plusieurs propriétés essentielles et notamment être :

• métaboliquement stable et biodisponible ;

• être sélectif de l'enzyme visée ;

• ne pas interférer avec des fonctions importantes liées à la dégradation de substrats autres que le peptide amyloïde.

À ce jour, peu de molécules présentant ces propriétés ont été développées. Song et ses collaborateurs (2003) ont montré que divers peptides pouvaient induire des changements conformationnels qui potentialisaient la capacité de l'IDE à hydrolyser le peptide Aβ, in vitro, sans affecter sa capacité à cliver l'insuline. Il faut souligner ici que ces activateurs d'origine peptidique sont donc a priori instables, mais cette étude montre le bien-fondé et la faisabilité d'une stratégie visant à potentialiser les enzymes de dégradation du peptide Aβ. Une autre approche dérive de l'observation que la transcription de certaines enzymes peut être modulée in vivo. Ainsi, Pardossi-Piquard et ses collaborateurs ont pu établir que les AICD (βAPP IntraCellular Domain), ces fragments dérivés de la coupure γ- et ɛ-sécrétase de la βAPP, pouvaient potentialiser la transcription des ARN messagers de la NEP (Pardossi-Piquard et coll., 2005 et 2006). La possibilité d'influer sur la transcription des enzymes de dégradation du peptide Aβ est nouvelle et potentiellement intéressante, même si elle se heurte encore à des problèmes théoriques concernant le spectre large des AICD (qui contrôlent notamment le facteur de transcription p53 ; Alves da Costa et coll., 2006) et le fait que la NEP a un spectre pharmacologique large et de nombreux substrats dont les opiacés endogènes (Checler, 1993).

En dehors des enzymes impliquées dans la production et le catabolisme du peptide Aβ, des approches indirectes peuvent également présenter un intérêt dans les perspectives thérapeutiques.

L'apolipoprotéine E4 (ApoE4) est un facteur de risque majeur de développement de formes sporadiques tardives de maladie d'Alzheimer (Strittmatter et Roses, 1995 ; Wolozin, 2004). Cette isoforme de l'ApoE est souvent associée à une augmentation des taux sériques de cholestérol et semble impliquée dans la formation de fibrilles amyloïdes (Jarvik et coll., 1995 ; Bales et coll., 1997). Les mécanismes par lesquels le cholestérol augmente les niveaux de peptides Aβ sont encore mal compris mais plusieurs études indiquent qu'il régulerait négativement l'activité α-sécrétase (Bodowitz et Klein, 1996 ; Racchi et coll., 1997) et, à l'inverse, potentialiserait l'activité des β­ et γ­sécrétases (Kalvodova et coll., 2005 ; Sidera et coll., 2005). Ainsi, les inhibiteurs de la synthèse de cholestérol réduisent la voie β-sécrétase in vitro. De même, les statines, ces composés qui réduisent le cholestérol dans la membrane, apparemment réduisent aussi la charge en peptide Aβ in vivo (Refolo et coll., 2000). L'intérêt de l'utilisation des statines en thérapeutique a été initialement suggéré par une étude épidémiologique rétrospective montrant que l'utilisation chronique de statines était associée à un risque significativement réduit de développer une démence (Wolozin et coll., 2000). En revanche, le rôle potentiel bénéfique des statines a été récemment remis en question dans une étude examinant l'effet de la pravastatine chez des personnes âgées et qui montrait qu'après trois ans, aucun effet significatif sur les fonctions cognitives ne pouvait être établi (Shepherd et coll., 2002). Les résultats concernant les statines sont donc discutés. Il faut noter que les doses de statines utilisées, notamment dans les approches in vitro, sont généralement cent fois supérieures à celles utilisées chez l'homme. De plus, les statines, qui ne passent pas la barrière hématoencéphalique, exercent vraisemblablement leur effet supposé de manière indirecte. Les effets observés peuvent être dus à des effets complexes, compliqués par des altérations de la paroi vasculaire et par une modification de la réponse inflammatoire.

Les œ strogènes sont utilisés comme traitement supplétif chez les femmes post-ménopausées, notamment afin de prévenir l'ostéoporose. De manière intéressante, les œ strogènes sont des hormones pléïotropes qui peuvent aussi être impliquées dans les processus de neuroprotection puisqu'ils protègent contre les processus de mort cellulaire, présentent des propriétés anti-inflammatoires et exercent des effets antioxydants (Asthana et coll., 1997). Ces observations ont conduit des auteurs à s'interroger sur le potentiel protecteur des œ strogènes contre les déficits cognitifs associés à la maladie d'Alzheimer. Une étude a notamment montré sur un échantillon restreint de 20 femmes post-ménopausées ayant un diagnostic de maladie d'Alzheimer, que l'application de 17β-œ stradiol pendant huit semaines augmentait significativement l'attention et la mémoire (Asthana et coll., 2001). Dans une autre étude réalisée chez des femmes post-ménopausées dont un groupe avait reçu un traitement hormonal substitutif, les taux de peptides Aβ ont été mesurés après traitement par le 17β-œ stradiol et il a été montré que seules les femmes non traitées répondaient au traitement par une baisse des taux de peptide Aβ, supportant l'idée que l'effet de l'œ stradiol sur la production de peptide Aβ ne se produit que sur les femmes post-ménopausées naïves de tout traitement supplétif (Baker et coll., 2003). La possibilité que les œ strogènes modulent directement la maturation physiopathologique de la βAPP a été étayée par une étude montrant que ces hormones réduisaient la production de peptide Aβ dans des cultures primaires de neurones (Xu et coll., 1998). Il apparaît cependant que de nombreuses études exhaustives ne permettent pas de conclure à un effet significatif des œ strogènes sur la formation du peptide Aβ. Ainsi, dans une étude comportant près de 8 000 patients atteints de diverses affections incluant des démences, les auteurs n'ont pas pu établir que les taux endogènes élevés d'œ strogènes étaient corrélés à une baisse des risques de développer une démence (Geerlings et coll., 2003). Parmi d'autres, l'étude du groupe de Thal a montré qu'un groupe de femmes ménopausées et hystérectomisées traitées à la prémarine voyait ses taux plasmatiques d'œ stradiol augmentés mais sans que ceci n'influe sur une amélioration du score cognitif (Thal et coll., 2003a). La tendance actuelle est plutôt réservée vis-à-vis du traitement supplétif aux œ strogènes mais d'autres études devraient apporter leur lot d'éléments permettant d'apprécier le potentiel de cette thérapeutique.

Il existe plusieurs stratégies visant à bloquer la polymérisation du peptide Aβ et donc son agrégation. Deux drogues candidates, le tramiprosate (Alzhemed^™) et le clioquinol, sont actuellement en cours d'essai clinique (tableau 5.II).

Les processus d'agrégation sont amplifiés par les ions métalliques lourds et, en conséquence, les chélateurs de ces ions particuliers ont la propriété de retarder la polymérisation. Le clioquinol est un agent utilisé depuis longtemps pour traiter les affections parasitaires du tractus gastrointestinal. Il a été démontré que le clioquinol était capable de réduire la fibrillation du peptide Aβ in vitro (Raman et coll., 2005) et de baisser les niveaux de ce peptide chez la souris transgénique (Cherny et coll., 2001). Une étude encore restreinte mais intéressante examinant l'effet du clioquinol sur des patients atteints de maladie d'Alzheimer débutante à très modérée a établi une corrélation entre le traitement et des améliorations cognitives très rapidement après le début du traitement. De plus, cette amélioration était accompagnée par une modification des taux plasmatiques de Aβ (Ritchie et coll., 2003). Cette étude semble indiquer que certains des symptômes observés dans la maladie d'Alzheimer sont effectivement liés à la présence de peptide Aβ. Ces résultats prometteurs sont à modérer puisque le clioquinol s'est avéré toxique et a été retiré du marché il y a quelques années. Cependant, une étude récente semble indiquer que le clioquinol, sans présenter de toxicité, stabiliserait plus qu'il n'améliorerait l'impression globale clinique (Ibach et coll., 2005). Il faut noter que ces derniers travaux concernent deux familles traitées à long terme par le clioquinol. La piste reste donc prometteuse avec le potentiel de développement de chélateurs de métaux dépourvus d'effets secondaires toxiques.

Une autre piste consiste à inhiber la polymérisation du peptide Aβ en interférant avec les éléments moléculaires environnementaux propices et favorisant cette agrégation. Ainsi, il a été montré que les glycosaminoglycanes (GAG) favorisaient l'agrégation du peptide Aβ (Gervais et coll., 2006). En effet, le peptide Aβ utilise un domaine de liaison aux GAG localisé dans sa séquence pour s'en servir de « trame » moléculaire pour son agrégation. Il faut donc imaginer des agents mimant ce domaine de liaison et faisant compétition entre le peptide Aβ et les GAG pour parvenir à bloquer l'agrégation GAG-dépendante du peptide Aβ. Alzhemed^™ (ou tramiprosate) a été développé dans cette optique et des études in vitro ont montré que le but initial était atteint puisque l'Alzhemed^™ bloque la fibrillation du peptide Aβ, in vitro (Gervais et coll., 2001) et dans le cerveau de souris transgéniques (Gervais, 2004). Alzhemed^™ est bien toléré, n'est pas toxique et présente une bonne biodisponibilité dans le cerveau. Les niveaux plasmatiques de Aβ42 baissent de manière dose-dépendante au cours d'un traitement de trois mois et l'état cognitif est stabilisé quand on s'adresse à des patients ayant une forme modérée de maladie d'Alzheimer. Alzhemed^™ est de toutes les stratégies « anti-amyloïdes » actuelles, la molécule candidate la plus avancée (tableau 5.II). Le médicament est actuellement en phase III et une étude réalisée aux États-Unis et au Canada prévoit un traitement pendant 18 mois avec une ou deux doses. D'après des informations récentes, 338 patients seraient encore dans l'essai après 12 mois.

Les quelques autres possibilités d'empêcher l'agrégation du peptide Aβ dérivent d'observations anciennes et quelquefois empiriques comme l'utilisation du rouge Congo et de certains de ses dérivés, cette molécule bien connue des histologistes qui se lie in situ aux dépôts amyloïdes (Klunk et coll., 1998). D'autres molécules dont le mécanisme d'action est encore inconnu préviennent l'agrégation du peptide Aβ comme l'iodo-déoxydoxorubicine. Enfin, plus rationnellement, il a été synthétisé des analogues peptidiques du peptide Aβ. Ceux-ci se heurtent aux problèmes de stabilité catabolique inhérents à ces peptides qui sont la cible de protéases nombreuses à spectre pharmacologique et spécificité larges.

L'intérêt pour les événements liés au stress oxydant est relativement récent. Il y a de nombreuses évidences que des processus de stress oxydant interviennent avant le début des symptômes de la maladie d'Alzheimer (Perry et coll., 2003 ; Ghanbari et coll., 2004 ; Migliore et coll., 2005). Il existe plusieurs types d'antioxydants, lesquels sont répertoriés ci-dessous.

Les antioxydants métaboliques sont généralement des co-facteurs d'enzymes impliqués dans la production cellulaire d'énergie. L'ubiquinol, un dérivé de l'ubiquinone qui est synthétisée normalement dans la mitochondrie, est un puissant antioxydant qui a fait l'objet de plusieurs études cliniques. Des améliorations significatives, dépendantes de la dose employée, ont été observées dans une étude multicentrique impliquant 450 patients. Ces améliorations notées au niveau de tests neuropsychiatriques ont persisté après deux années de traitement (Gutzmann et Hadler, 1998). Dans une autre étude, 300 patients présentant une maladie d'Alzheimer avec démence légère à modérée ont été traités pendant six mois à l'idebenone (30 mg ou 90 mg trois fois par jour) et une amélioration significative de l'ADAS (Alzheimer's disease assessment scale) et de l'ADAS-cog (ADAS-cognitive subscale) a été notée (Weyer et coll., 1997). À l'inverse, Thal et ses collaborateurs ont réalisé une étude portant sur des patients de 50 ans et plus, présentant un MMSE (Mini Mental State Examination) (annexe 2) entre 12 et 25. Les sujets ont été traités deux fois par jour avec des doses variées d'idebenone pendant un an. Les auteurs n'ont pas noté d'amélioration significative du déclin cognitif (Thal et coll., 2003b).

Deux autres antioxydants métaboliques ont fait l'objet d'essais cliniques : l'acide α-lipoïque, un coenzyme des pyruvate et α-cétoglutarate déshydrogénases mitochondriales, et l'acétyl L-carnitine, un transporteur de groupes acétyls à travers la membrane interne mitochondriale. Ces deux études n'ont pas permis d'établir de manière définitive un effet bénéfique de ces agents. Ainsi, l'acide α-lipoïque stimule la pyruvate déshydrogénase dans la démence vasculaire mais apparemment pas dans la maladie d'Alzheimer (Frolich et coll., 2004). D'autre part, l'acétyl L-carnitine apporte un bénéfice ténu dans l'impression clinique globale de patients déments sans que cela soit confirmé lors d'évaluations objectives variées (Hudson et Tabet, 2003).

Les antioxydants directs ont la capacité d'interagir directement avec les réactifs oxygénés. Ils peuvent physiquement s'associer aux radicaux libres indépendamment des enzymes nécessaires à leur production. Cette classe d'antioxydants inclut notamment les vitamines, les flavonoïdes, les terpénoïdes et même le 17β-œ stradiol (ce qui pourrait expliquer certains effets protecteurs des œ strogènes). La vitamine E et la selegiline (un inhibiteur de monoamine oxydase) ont été rapportées comme bénéfiques chez des patients atteints de maladie d'Alzheimer modérément sévère en retardant notamment la progression vers le stade sévère, sans effet synergique des deux agents pharmacologiques (Sano et coll., 1997). Deux autres études ont confirmé l'effet bénéfique d'un régime supplémenté en vitamines C et E sur la détérioration cognitive (Engelhart et coll., 2002 ; Morris et coll., 2002). Plus récemment, une étude prospective a établi que l'utilisation de vitamines E et C était associée à une réduction de l'incidence et de la prévalence de maladie d'Alzheimer (Zandi et coll., 2004). Comme souvent malheureusement, il existe des études menant à des résultats contradictoires. Ainsi, une étude a montré que l'ingestion de vitamine E était non seulement sans bénéfice pour les patients, mais au contraire, le groupe traité à la vitamine présentait après 12 mois, une détérioration cognitive plus importante que le groupe « témoin » traité au donépézil (Petersen et coll., 2005).

Les antioxydants indirects n'ont pas d'effet antioxydant per se mais concourent à réduire ou empêcher les radicaux libres. Parmi ces agents, on retrouve les chélateurs de métaux lourds et notamment, le clioquinol décrit précédemment comme un anti-agrégant. Le seul essai clinique concernant le clioquinol a été décrit ci-dessus.

Il existe de nombreux travaux indiquant que la maladie d'Alzheimer s'accompagne d'une perte neuronale et d'une altération de l'architecture synaptique, et il est notoire que les facteurs de croissance protègent de la mort neuronale et de la toxicité amyloïde. Le NGF (Nerve Growth Factor) cible plus particulièrement la transmission cholinergique (Levi-Montalcini, 1987). Ainsi le NGF améliore l'atrophie cholinergique et les troubles comportementaux associés chez le rat âgé (Fischer et coll., 1987), et réduit la dégénérescence cholinergique induite par lésion chez le macaque (Tuszynski et coll., 1990). Le NGF se trouve donc, théoriquement au moins, être un bon candidat pour une approche de thérapie génique. La difficulté est de délivrer sélectivement assez de NGF pour protéger les neurones des zones cérébrales lésées sans induire les effets secondaires particulièrement importants observés dans le cas d'une application périphérique (le NGF ne passe pas la barrière hématoencéphalique), et notamment la douleur et la perte de poids. La première étude d'application ex vivo de NGF chez huit malades présentant une maladie d'Alzheimer à un stade modéré a établi une absence de toxicité à 22 mois, ainsi qu'une amélioration dans l'évolution du déclin cognitif (Tuszynski et coll., 2005). Ces premiers résultats concernant une approche de thérapie génique sont encourageants mais attendent confirmation sur des cohortes plus importantes. Il est toutefois peu probable qu'une stratégie visant uniquement la transmission cholinergique soit une manière de « guérir » la maladie d'Alzheimer mais cette approche, de façon concomitante aux approches anti-amyloïdergiques, pourrait s'avérer complémentaire, particulièrement aux stades précoces ou modérés de la maladie d'Alzheimer.

Les autres approches concernent essentiellement la capacité à interférer avec les dégénérescences neurofibrillaires (activateurs de phosphatases, inhibiteurs de kinases) ou à prévenir la surproduction de peptide amyloïde et les troubles associés par des approches de vaccination.

Comme cela a été évoqué par ailleurs, il existe certaines formes familiales de la maladie d'Alzheimer qui ont permis l'identification de mutations sur les gènes du précurseur du peptide Aβ (protéine APP) et des présénilines (Chartier-Harlin et coll., 2004 ; Hardy, 2006). Le développement de souris transgéniques en utilisant différentes constructions a permis de disposer de modèles expérimentaux reflétant en partie la neuropathologie de la maladie d'Alzheimer comme les dépôts amyloïdes et la mort neuronale. Il est donc possible de tester un certain nombre de stratégies thérapeutiques comme l'immunothérapie sur ces modèles (Bloom et coll., 2005 ; Games et coll., 2006) (tableau 5.II).

En 1999, Dale Schenk et ses collaborateurs ont injecté à des souris transgéniques PDAPP (avec la mutation APP V717F) le peptide Aβ 1-42 agrégé afin d'induire une réponse immunitaire (Schenk et coll., 1999). Il s'agit d'une immunothérapie active. Chez les animaux jeunes ne présentant pas encore de dépôts amyloïdes, l'immunisation a fortement diminué, voire prévenu l'apparition de dépôts. De même, chez des animaux âgés présentant des dépôts amyloïdes, l'immunisation a fortement réduit la charge amyloïde. L'injection du peptide Aβ 1-42 agrégé induit donc une réponse à la fois préventive et curative (Schenk et coll., 2004). Ces résultats ont pu être reproduits dans de nombreux laboratoires même si l'effet observé n'était pas toujours aussi flagrant. Il est clair qu'en fonction du type de peptide utilisé, de son mode d'administration, de la pathologie amyloïde et du modèle utilisé, l'efficacité du traitement peut varier (Holtzman et coll., 2002 ; Gelinas et coll., 2004 ; Schenk et coll., 2004 ; Schenk, 2006).

Il a été aussi montré que l'administration d'anticorps monoclonaux dirigés contre le peptide Aβ, appelée immunothérapie passive, peut également mimer l'effet de l'immunothérapie active. Ainsi, l'injection périphérique (intra-péritonéale) d'anticorps anti-Aβ chez les mêmes animaux transgéniques que ceux utilisés précédemment a le même effet de clairance des dépôts amyloïdes (Bard et coll., 2000 ; DeMattos et coll., 2001). Les anticorps qui sont dirigés vers les régions amino-terminale et médiane du peptide sont plus efficaces que ceux dirigés vers le domaine carboxy-terminal (Bard et coll., 2000 ; DeMattos et coll., 2001 ; Bard et coll., 2003). Les raisons de ces observations restent à établir. L'effet de l'immunothérapie passive n'est pas seulement lié à l'épitope du peptide Aβ reconnu mais aussi à l'isotype de l'immunoglobuline utilisée (Bard et coll., 2003 ; Bussiere et coll., 2004). Enfin, comme pour l'immunothérapie active, l'efficacité est meilleure chez les animaux jeunes que chez les animaux âgés (Bard et coll., 2000 ; Das et coll., 2001 ; Wilcock et coll., 2004b ; Hartman et coll., 2005).

Des anticorps anti-Aβ ont également été directement injectés en intra-crânien. Les anticorps sont injectés soit dans le parenchyme cérébral, soit dans l'espace cérébro-ventriculaire. De cette façon, l'effet obtenu est plus important puisque les dépôts amyloïdes disparaissent quelques jours après l'injection (Bacskai et coll., 2001 ; Bacskai et coll., 2002 ; Wilcock et coll., 2003 ; Oddo et coll., 2004 ; Wilcock et coll., 2004a). L'efficacité de cette clairance des dépôts amyloïdes est liée à la spécificité de l'anticorps utilisé et peut persister plusieurs semaines dans la région injectée (Lombardo et coll., 2003).

Les mécanismes sous-jacents à cette clairance des dépôts amyloïdes dans le cerveau des animaux transgéniques suite à l'immunothérapie sont encore mal compris. Les expériences initiales de l'immunothérapie passive périphérique ont montré que certains anticorps étaient retrouvés liés aux dépôts amyloïdes. Ces observations suggéraient qu'un faible pourcentage d'anticorps passe la barrière hémato-encéphalique. Certains anticorps dirigés contre la partie amino-terminale du peptide Aβ peuvent faciliter la phagocytose des dépôts amyloïdes par la microglie par un mécanisme médié par des récepteurs au fragment Fc (Bard et coll., 2000 et 2003). D'autres expériences d'immunothérapie passive centrale ont montré un mécanisme de clairance Fc-indépendant en utilisant soit des fragments F(ab) dirigés contre la partie amino-terminale du peptide Aβ (Bacskai et coll., 2002), soit des animaux où les récepteurs Fc sont invalidés (Das et coll., 2003). Au total, la clairance des dépôts amyloïdes, après immunothérapie active ou passive, passe vraisemblablement par deux mécanismes dépendants ou non de la microglie.

Certains anticorps dirigés contre le tétrapeptide amino-terminal EFRH du peptide Aβ avaient montré leur capacité à désagréger les fibrilles amyloïdes (Frenkel et coll., 1998, 1999 et 2004). Ils ont montré leur efficacité en immunothérapie passive suggérant qu'ils permettent la clairance des dépôts par des mécanismes similaires de « catalyse » des fibrilles Aβ (Frenkel et coll., 2000a et b ; Solomon, 2001 et 2002 ; Solomon et Frenkel, 2002 ; Solomon, 2005).

Par ailleurs, DeMattos et ses collaborateurs ont utilisé un anticorps contre la partie médiane du peptide Aβ dont l'efficacité sur la clairance des dépôts est excellente (DeMattos et coll., 2001). Pourtant, cet anticorps ne passe pas la barrière hémato-encéphalique et ne se lie pas aux dépôts amyloïdes. Après injection périphérique de cet anticorps, il a été observé une nette augmentation de la concentration plasmatique du peptide Aβ corrélée à la densité de dépôts amyloïdes présents dans le cerveau des animaux transgéniques utilisés. Ceci a conduit à l'hypothèse de « l'effet siphon périphérique » (peripheral sink hypothesis) où les anticorps anti-Aβ périphériques trappent le peptide Aβ circulant, déplaçant ainsi l'équilibre existant entre les formes centrales et circulante de Aβ vers le compartiment périphérique (DeMattos et coll., 2001 ; DeMattos et coll., 2002).

Enfin, une immunisation transcutanée contre le peptide Aβ permet de générer une réponse immunitaire avec production d'anticorps anti-Aβ conduisant à la réduction des dépôts amyloïdes cérébraux sans réaction inflammatoire (infiltration des lymphocytes T) (Nikolic et coll., 2007).

Quel que soit le mécanisme d'action, l'immunothérapie permet de diminuer la charge amyloïde dans le cerveau des souris transgéniques. Les fonctions cognitives et la fonction neuronale sont-elles pour autant améliorées ?

Après immunisation active, la disparition des dépôts amyloïdes chez les souris transgéniques APP a conduit à une amélioration de leurs performances dans des tâches de mémoire spatiale (Janus et coll., 2000 ; Morgan et coll., 2000). De même, l'immunothérapie passive chez des animaux transgéniques âgés, bien qu'ayant un faible effet sur la diminution de la charge amyloïde, permet une nette amélioration des fonctions cognitives (Dodart et coll., 2002 ; Kotilinek et coll., 2002). D'autres paramètres biologiques liés à la cognition sont également améliorés par l'immunothérapie, comme la potentialisation à long terme (Hartman et coll., 2005, Klyubin et coll., 2005) et l'intégrité synaptique (Buttini et coll., 2005) ou encore la diminution de neurites dystrophiques (Lombardo et coll., 2003; Brendza et coll., 2005) et la pathologie tau (Oddo et coll., 2004).

Les différentes études d'immunothérapie active et passive réalisées chez les souris transgéniques montrent une baisse de la pathologie amyloïde et une amélioration des fonctions cognitives. Ces approches permettent d'imaginer des stratégies thérapeutiques chez l'homme. La première tentative a été réalisée par Elan Pharmaceuticals et Wyeth en 2001 par une approche d'immunisation active avec un peptide Aβ 42 agrégé (AN1792) (Schenk, 2002). Malgré une bonne tolérance dans les études préliminaires de phase I, l'essai clinique a été arrêté en phase 2 après que 6 % des patients aient développé une méningo-encéphalite (Orgogozo et coll., 2003). La majorité des patients n'a reçu qu'une à deux doses sur les quatre initialement prévues. Chez les patients vaccinés en ce début de phase II, un grand nombre a présenté des titres élevés d'anti-Aβ sérique (Hock et coll., 2002 ; Hock et coll., 2003 ; Bayer et coll., 2005). Les premiers résultats sur le statut cognitif d'un faible échantillonnage de patients étaient très encourageants (Hock et coll., 2003). Les analyses sur un plus grand nombre de patients montrent un effet chez les individus présentant des titres élevés d'anti-Aβ sérique (Gilman et coll., 2005 ; Schenk et coll., 2005). Actuellement, 4,5 ans après avoir reçu leur injection, des patients montrent encore une faible réponse immunitaire. Leur statut cognitif est bien meilleur que chez les témoins. Le rôle de l'adjuvant QS-21 dans les effets secondaires de l'essai AN1792 n'a pas réellement été étudié (Orgogozo et coll., 2003 ; Bayer et coll., 2005 ; Fox et coll., 2005 ; Gilman et coll., 2005). L'efficacité de l'immunothérapie s'est vue plus ou moins confortée par les quelques autopsies réalisées sur des patients ayant fait partie de l'essai clinique AN1792 (Nicoll et coll., 2003 ; Ferrer et coll., 2004 ; Masliah et coll., 2005a ; Nicoll et coll., 2006 ; Bombois et coll., 2007). Les examens post-mortem ont permis de mieux comprendre les mécanismes de clairance des dépôts amyloïdes et les effets secondaires indésirables (encéphalites, microhémorragies...) (Nicoll et coll., 2003 ; Ferrer et coll., 2004). Une infiltration des lymphocytes T a été observée et explique vraisemblablement les encéphalites (Orgogozo et coll., 2003 ; Ferrer et coll., 2004). Ces encéphalites pourraient être amplifiées par une inflammation locale associée à l'angiopathie amyloïde congophile (Gandy et Walker, 2004). Ceci est conforté par des expériences sur des animaux transgéniques où une immunothérapie passive avec des anticorps anti-Aβ agrégé montre une augmentation par un facteur deux de microhémorragies (Racke et coll., 2005). Ces résultats restent cependant controversés puisqu'ils ne sont pas retrouvés dans d'autres modèles (Burbach et coll., 2007).

Une approche originale d'immunothérapie passive a été également développée à partir d'une préparation d'immunoglobulines G humaines pour injection intraveineuse (IVIgG). En 2002, Dodel et ses collaborateurs ont montré la présence d'anticorps anti-Aβ dans une préparation IVIgG. L'injection de cette préparation avait un effet comparable à celui décrit pour l'hypothèse du siphon périphérique avec une augmentation de la concentration plasmatique du peptide Aβ (Dodel et coll., 2002). Cependant, dans des expériences in vitro, Istrin et collaborateurs ont montré un effet direct de cette préparation sur la migration microgliale et la phagocytose des peptides Aβ (Istrin et coll., 2006). Un essai clinique sur cinq patients a été réalisé en utilisant cette préparation IVIgG (Dodel et coll., 2004). Les résultats étaient encourageants mais ne permettent pas de tirer des conclusions quant à l'efficacité et les mécanismes impliqués (Fillit, 2004).

Les essais pré-cliniques chez l'animal recherchent une immunothérapie avec moins d'effets secondaires et une approche plus ciblée vers des formes pathologiques du peptide Aβ. Plus récemment, dans les modèles transgéniques, une diminution des microhémorragies a pu être observée grâce à l'utilisation d'anticorps déglycosylés (Wilcock et coll., 2006) ou d'autres adjuvants (Asuni et coll., 2006). Le ciblage de formes pathologiques du peptide Aβ est aussi une autre voie prometteuse : il existe des formes agrégées, conformationnelles ou tronquées du peptide Aβ qui sont autant de cibles thérapeutiques (Sergeant et coll., 2003 ; Glabe et Kayed, 2006 ; Head et coll., 2006 ; Lesne et coll., 2006). La plupart de ces cibles sont en essais pré-cliniques, mais d'autres sont déjà beaucoup plus avancées.

Actuellement, de nombreux essais cliniques ont repris chez l'homme avec des immunothérapies actives et passives. Il est impossible de les citer tous, mais en voici quelques exemples.

Chez les pionniers Elan/Wyeth, une immunothérapie active avec l'ACC-001 permet la production d'anticorps capables d'agir directement au niveau cérébral. Une stratégie d'immunothérapie passive est également prometteuse avec l'AAB-002 dont l'entrée en phase III a été annoncée en juin 2007. (L'AAB-002 bapineuzumab) est un anticorps humanisé anti-Aβ capable d'éliminer les dépôts amyloïdes (3D6, Bacskai et coll., 2002)2 .

Chez Roche, l'immunothérapie passive est en cours avec le R1450, un anti-Aβ capable de favoriser la clairance des dépôts amyloïdes, en phase I3 .

Chez Novartis/Cytos Biotechnology, une stratégie d'immunisation active avec l'Immunodrug™ CAD106, une structure mixte qui est composée du porteur appelé Immunodrug™ Qb et un fragment du peptide Aβ est en phase I4 .

Chez Eli Lilly, l'anticorps monoclonal m266, à l'origine de l'hypothèse du syphon périphérique, a été humanisé. Il est actuellement en phase I sous la dénomination LY20624305 .

Chez Pfizer/Rinat, une immunothérapie passive a été choisie avec le RN1219 qui cible un épitope situé dans un domaine plus carboxy-terminal du peptide Aβ. Il y a encore peu d'information sur l'avancement de l'essai clinique.

En résumé, l'immunothérapie est sans doute l'innovation thérapeutique qui porte le plus d'espoir dans le traitement de la maladie d'Alzheimer. Le concept d'immunothérapie pour soigner une affection du système nerveux central trouve donc ses premiers arguments grâce aux résultats obtenus dans la maladie d'Alzheimer et voit déjà des extensions potentielles aux maladies à prions (Solomon, 2002 ; Wisniewski et coll., 2002 ; Sadowski et Wisniewski, 2004) ou les alpha-synucléinopathies (Masliah et coll., 2005b).

Curieusement, les mécanismes conduisant à l'agrégation des protéines Tau restent très hypothétiques. Plusieurs mécanismes peuvent conduire à cette agrégation dans la maladie d'Alzheimer. Il y a tout d'abord la phosphorylation (Sergeant et coll., 2005) et un changement dans l'équilibre des isoformes de Tau (Glatz et coll., 2006). Une stratégie pourrait cibler la régulation des facteurs d'épissage. Cependant, quel que soit le mécanisme impliqué dans l'agrégation de Tau, le point commun est la phosphorylation anormale des protéines Tau agrégées. L'absence de modèles animaux a longtemps handicapé le développement de stratégies thérapeutiques pour la DNF. Les progrès récents dans ce domaine vont permettre des avancées plus rapides (Delacourte et Buée, 2005). Il existe maintenant des modèles animaux où la pathologie affecte principalement l'hippocampe et les fonctions cognitives (Schindowski et coll., 2006) et non plus les fonctions motrices comme c'était le cas dans les premiers modèles décrits (Lewis et coll., 2000) (tableau 5.III).

L'ensemble de ces modèles permet de mieux comprendre les mécanismes d'agrégation des protéines Tau et d'envisager une approche thérapeutique (Churcher, 2006).

La phosphorylation exacerbée des protéines Tau pourrait donc être une nécessité à l'agrégation de Tau. Elle pourrait être liée à une perturbation du métabolisme du glucose, une altération dans le fonctionnement du protéasome, une anomalie dans le mécanisme d'apoptose neuronale et enfin à une perte de liaison aux microtubules suivie d'un gain d'affinité pour d'autres polyanions qui catalyseraient son agrégation. Si la phosphorylation est considérée comme un événement majeur de l'agrégation des protéines Tau, d'autres modifications post-traductionnelles ou conformationnelles sont également suspectées. La compréhension des mécanismes d'agrégation est un objectif majeur pour développer des stratégies thérapeutiques innovantes : inhibiteurs de kinases, activateurs de phosphatases ou autres régulateurs de la phosphorylation (cis/trans isomérases, N-acétyl glucosamine transférases...), agents anti-agrégatifs... (Buée et Delacourte, 2006). Dans cette liste non exhaustive, il est possible aujourd'hui d'évoquer quelques pistes.

Les conséquences de la phosphorylation anormale des protéines Tau sont une perturbation de la stabilité des microtubules et une perte de transport axonal (Mandelkow et coll., 2003). Des dérivés du taxol, permettant de stabiliser les microtubules, ont donc été proposés dans le traitement des tauopathies (Zhang et coll., 2005). Leur utilisation en clinique est néanmoins fort peu probable puisque ces drogues ont de nombreux effets indésirables. De plus, certaines tauopathies présentent une surexpression de protéines Tau 4R favorisant la stabilité des microtubules. Il est donc difficile de comprendre comment le taxol ne va pas avoir les mêmes effets délétères.

La phosphorylation anormale des protéines Tau favoriserait l'agrégation en filaments. L'utilisation d'inhibiteurs de kinases représente donc une voie prometteuse avec l'utilisation du lithium ou d'inhibiteurs de GSK3β (Protéine kinase de Tau 1 ou TPKI) pour ralentir la progression de la DNF (Bhat et coll., 2004 ; Noble et coll., 2005). Des résultats similaires ont été obtenus pour des inhibiteurs de MAPK (Le Corre et coll., 2006) ou cdk5 (Tsai et coll., 2004). De même, la compréhension de la régulation exercée par les phosphatases et les prolyl isomérases est cruciale pour influencer les mécanismes de déphosphorylation de Tau (Hamdane et coll., 2002 et 2006 ; Lu et coll., 2004 ; Iqbal et Grundke-Iqbal, 2005 ; Smet et coll., 2004 et 2005a et b).

Enfin, les interactions protéines Tau-protéines Tau peuvent aider au développement d'agents intercalants inhibant leur agrégation (Pickhardt et coll., 2005a et b). Depuis peu, il est possible de suivre l'agrégation des protéines directement par spectroscopie RMN et d'identifier les séquences peptidiques impliquées (Lippens et coll., 2006). Ces travaux permettent de proposer des agents intercalants qui empêchent l'agrégation de Tau et ouvrent de nouvelles approches thérapeutiques pour les tauopathies (Necula et coll., 2005 ; Khlistunova et coll., 2006).

L'identification des acteurs et la compréhension des mécanismes impliqués dans l'étiopathogenèse de la maladie d'Alzheimer ont permis d'identifier des marqueurs biologiques de la pathologie. Actuellement, dans les centres experts et les réseaux spécialisés, les dosages dans le liquide céphalo-rachidien (LCR) de trois biomarqueurs sont explorés pour l'aide au diagnostic de la maladie d'Alzheimer : les protéines Tau totales, les protéines Tau hyperphosphorylées (phospho-Tau) et le peptide Aβ 1-42. Utilisés séparément, chacun des trois dosages a une sensibilité et une spécificité supérieures à 80 % pour détecter la maladie d'Alzheimer. Associés, ils permettent, lorsque deux paramètres au moins sur trois sont modifiés, de prédire chez des patients atteints de troubles cognitifs légers l'évolution vers une maladie d'Alzheimer avec une spécificité supérieure à 90 %. Ils restent cependant insuffisants pour faire le diagnostic différentiel de la maladie d'Alzheimer avec une autre démence. Pour cela, d'autres marqueurs devront être développés.

Pour les trois marqueurs, des techniques de dosage immunoenzymatiques de type sandwich (Elisa) sont commercialisées. Les plus couramment utilisées sont celles de la société belge Innogenetics6 .

De nombreuses études ont montré que les concentrations du peptide Aβ 1­42 baissaient dans le LCR de patients atteints de maladie d'Alzheimer. Le peptide insoluble s'accumulerait dans les plaques séniles et ne passerait plus dans le LCR des malades. À partir de 16 études incluant au total plus de 650 patients présentant une maladie d'Alzheimer et 500 sujets témoins, la sensibilité moyenne de ce test était de 86 %, et la spécificité moyenne pour distinguer les sujets atteints des témoins était de 89 % (Blennow, 2004).

Les concentrations de protéines Tau dans le LCR reflètent l'intensité de la dégénérescence neuronale et/ou du dommage neuronal. Dans le LCR, la protéine Tau n'est pas complète et apparaît sous forme protéolysée (Sjogren et coll., 2001). La technique Elisa permet de détecter la majeure partie de ces fragments de protéine Tau dans le LCR (Blennow, 2004). Ce marqueur a été évalué dans plus de 50 études et une augmentation significative de ses concentrations dans le LCR des patients atteints de maladie d'Alzheimer a été démontrée. La sensibilité moyenne établie à partir de 20 études incluant au total plus de 2 000 patients ayant une maladie d'Alzheimer et 1 000 sujets témoins était de 86 % et la spécificité moyenne pour distinguer les malades Alzheimer des témoins de 91 % (Blennow, 2004). Cependant, on observe une augmentation modérée des concentrations de Tau dans le LCR de sujets non déments en fonction de l'âge (Burger née Buch et coll., 1999). De ce fait, l'âge du patient doit être considéré lorsque ce dosage est utilisé à des fins diagnostiques. L'étude de Burger née Buch préconise d'utiliser la valeur du seuil pathologique à 260 pg/ml de protéines Tau totales dans le LCR, valeur établie par Kurz et coll. (1998).

De nombreux sites de phosphorylation pathologiques ont été identifiés sur les protéines Tau. Des tests Elisa ont été développés pour détecter la protéine phospho-Tau dans le LCR des patients. Les épitopes les plus étudiés sont : la P-Thr181, la P-Thr231 et la P-Ser 199. Il semble qu'isolément, ils discriminent de la même façon les sujets atteints de maladie d'Alzheimer des témoins (Hampel et coll., 2004) : une augmentation des concentrations en P-Tau a été trouvée chez les patients atteints de maladie d'Alzheimer avec tous les tests. Les valeurs du seuil pathologique dépendent des tests utilisés ; la sensibilité moyenne établie à partir de 13 études incluant au total plus de 1 000 malades Alzheimer et plus de 500 sujets témoins était de 81 % et la spécificité de 91% (Blennow, 2004).

La combinaison de deux ou trois marqueurs permet d'améliorer les performances diagnostiques de ces tests et d'atteindre alors des sensibilités et spécificités supérieures à 90 % (Blennow, 2004). La grande majorité des études ont évalué la corrélation des biomarqueurs avec la maladie d'Alzheimer sur la base d'un diagnostic utilisant uniquement des critères cliniques et para-cliniques comme l'imagerie cérébrale ou la neuropsychologie. Toutefois, on sait que les corrélations entre les diagnostics cliniques et autopsiques pour la maladie d'Alzheimer varient de 67 % à 90 % selon les centres (Lopez et coll., 2000). Aussi, ces biomarqueurs reflètent-ils vraiment les modifications cérébrales associées à la maladie d'Alzheimer ? Plusieurs études ont établi effectivement la corrélation des taux de peptide Aβ et protéine Tau avec les lésions neurofibrillaires et les plaques amyloïdes observées à l'examen postmortem (Strozyk et coll., 2003 ; Grossman et coll., 2005). La sensibilité et la spécificité de ces tests atteignent alors 80 %.

Ces tests, basés sur des techniques immunoenzymatiques de type Elisa, sont automatisables. Par ailleurs, le développement de nouvelles techniques de dosage utilisant la technologie Luminex® permet la quantification simultanée de plusieurs marqueurs et va encore faciliter les analyses (Olsson et coll., 2005). Enfin, le coût de la mesure de la combinaison des trois marqueurs est de 3 à 4 fois inférieur à celui d'une IRM ou d'une débitmétrie cérébrale. Les critères d'un test utilisable pour le diagnostic de la maladie d'Alzheimer sont donc remplis.

Les biomarqueurs peuvent être utiles pour le diagnostic prédictif de la maladie d'Alzheimer. En effet, l'enjeu actuel dans cette pathologie est de pouvoir la diagnostiquer dans sa phase pré-clinique, lorsque les lésions neuropathologiques commencent à se développer. À ce stade, les symptômes sont encore absents ou consistent en des troubles cognitifs légers ou au MCI (Mild Cognitive Impairment), qui doivent être distingués de ceux dus au vieillissement. Cette phase pré-clinique s'étalerait sur environ 20 ans. Dans toutes les études portant sur des patients MCI, ceux ayant par la suite évolué vers une maladie d'Alzheimer (sujets dits « converteurs ») montrent des concentrations de Tau et phospho-Tau augmentées et des concentrations d'Aβ diminuées dans le LCR par comparaison à des sujets témoins (Andreasen et Blennow, 2005). Cependant, pour établir un diagnostic différentiel entre un patient MCI qui va progresser vers une maladie d'Alzheimer et ceux qui demeurent stables avec une sensibilité et une spécificité suffisantes (>80 %), il faut au moins deux marqueurs sur trois altérés (Andreasen et Blennow, 2005). Avec la combinaison des trois marqueurs, il est possible d'atteindre une sensibilité de 95 % et une spécificité de 87 % (Hansson et coll., 2006).

Afin d'améliorer le diagnostic précoce et différentiel de la maladie d'Alzheimer, de nouveaux biomarqueurs doivent être validés dans le LCR. Parmi les candidats les plus prometteurs : des formes tronquées de Aβ, soit en N-terminal comme Aβ 2-42, Aβ 11-40, Aβ 11-42 ou Aβ 8-42 (Vanderstichele et coll., 2005), soit en C-terminal comme Aβ 1-16, Aβ 1-33 ou Aβ 1-39 (Bibl et coll., 2006). D'autres bons candidats sont les enzymes impliquées dans le métabolisme d'APP (BACE, neprilysine, IDE, ICE), du métabolisme de Tau (ubiquitine) ou des protéines associées aux lésions de la maladie d'Alzheimer (neuromoduline, protéines neurofilamentaires).

Sachant que 500 ml de LCR passent chaque jour dans la circulation sanguine d'un sujet adulte et que dans la maladie d'Alzheimer on observe une altération de la barrière hémato-encéphalique, les perspectives vont conduire vraisemblablement au développement de biomarqueurs dans le sang périphérique. La difficulté du dosage dans le sang réside dans le fait que les concentrations des composants à mesurer sont beaucoup plus faibles. Le peptide Aβ a été récemment mesuré dans le plasma et seul un suivi longitudinal permettra de conclure sur sa validité diagnostique (van Oijen et coll., 2006). Par ailleurs, une autre étude récente a montré que deux marqueurs sanguins – le précurseur du facteur complément H et l'alpha-2 macroglobuline – permettent de poser le diagnostic de maladie d'Alzheimer mais la sensibilité et la spécificité de ces tests sont de 60 %, ce qui est encore insuffisant si l'on considère les critères établis par le groupe consensus (Hye et coll., 2006).

une majorité des approches thérapeutiques innovantes sont focalisées sur le dysfonctionnement de l'APP et la cascade amyloïde (anti-amyloïde comme Alzhemed^™, inhibiteurs de β- et ɣ-secrétases et immunothérapie). D'autres stratégies, visant la phosphorylation anormale des protéines Tau ou encore leur agrégation, sont d'ores et déjà également prometteuses. Par ailleurs, Tau apparaît comme un bon marqueur pour certaines formes précoces de maladie d'Alzheimer. L'approche biologique de la maladie d'Alzheimer a ainsi bénéficié de ces différentes recherches avec la quantification des protéines Tau totales, phosphorylées et du peptide Aβ dans le liquide céphalo-rachidien, tandis que d'autres candidats biologiques sont en train d'émerger qui pourraient être utiles au diagnostic.

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