Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2026 (jour 1)
Thème : Cerveau, mouvement volontaire et plasticité cérébrale · Tiré du sujet Jour 1 (2026)
Énoncé
Exercice 2 - Un médicament anti-diabétique pour traiter les symptômes de la maladie de Parkinson ? (8 points)
Longtemps réservés au traitement du diabète de type 2, les agonistes* du GLP-1 suscitent aujourd'hui un espoir inattendu dans la maladie de Parkinson: plusieurs études cliniques récentes montrent qu'ils permettent de ralentir la progression des symptômes moteurs chez des patients atteints de la maladie de Parkinson, alors même qu'ils ne présentent pas de diabète.
* agoniste: se dit d'une molécule qui a une action identique à une autre molécule sur un récepteur donné.
Expliquer comment ce traitement par l'agoniste du GLP-1 pourrait s'avérer efficace dans l'amélioration des symptômes parkinsoniens.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
Document 1: essai clinique d'un agoniste du GLP-1
Le GLP-1 est une substance naturelle qui n'agit que quelques minutes dans le corps. En 2013, des chercheurs ont administré à des patients atteints de Parkinson un agoniste du GLP-1, c'est-à-dire un médicament qui imite cette substance, mais qui reste actif beaucoup plus longtemps, plusieurs heures. Cette étude a montré qu'à la fin du traitement l'état des patients s'était amélioré.
Depuis d'autres essais cliniques sont en cours dont celui présenté ci-dessous effectué en 2023:
Pendant 54 semaines, 37 patients atteints de la maladie de Parkinson sont traités avec l'agoniste GLP-1 (groupe test) et 18 patients parkinsoniens sont traités avec un placébo (groupe placébo). Un placébo est un traitement sans principe actif, c'est-à-dire qui n'a pas d'effet biologique direct sur l'organisme.
Les activités motrices quotidiennes telles que la marche, la mastication, l'habillage et la conversation souvent perturbées chez des patients atteints de la maladie de Parkinson ont été observées à 28 et 54 semaines afin d'évaluer la sévérité de la maladie chez les deux groupes.
Document 2: des neurones qui libèrent de la dopamine
Document 2a: comparaison de l'activité des neurones dopaminergiques de la substance noire
La maladie de Parkinson se manifeste notamment par l'akinésie (lenteur des mouvements volontaires). Or, les mouvements volontaires sont contrôlés par des neurones producteurs de dopamine ou dopaminergiques. L'activité des neurones dopaminergiques de la substance noire (petite structure cérébrale) se traduit par une libération de dopamine. Elle a été comparée chez des personnes saines et atteintes de la maladie de Parkinson. Le résultat d'imagerie cérébrale visible ci-dessous reflète les résultats obtenus pour l'ensemble des personnes testées.
Document 2b: comparaison des récepteurs aux hormones des neurones dopaminergiques
Insuline et GLP-1 sont deux hormones essentielles à la régulation de la glycémie, mais qui exercent également des effets au niveau du cerveau.
Neurones de personnes saines
Neurones de personnes atteintes de maladie de Parkinson
Récepteurs à l'insuline
Présents et fonctionnels
(On qualifie ces neurones de sensibles à l'insuline = IS)
Présents mais non fonctionnels
(On qualifie ces neurones de résistants à l'insuline = IR)
Récepteurs au GLP-1
Présents et fonctionnels
Présents et fonctionnels
D'après Kalinderi et al., International Journal of Molecular Sciences, 2024.
Document 3: l'origine des agrégats protéiques d'α-synucléine dans les neurones
Document 3a: l'α-synucléine et son agrégation
L'α-synucléine est une protéine naturellement présente dans les neurones, surtout dans les terminaisons présynaptiques, où elle régule la libération des neurotransmetteurs. Produite en trop grande quantité, l'α-synucléine a tendance à s'agréger sous forme de fibrilles empêchant entre autres la libération de neurotransmetteurs comme la dopamine par exemple.
Chez un patient sain, ces agrégats peuvent être détruits par une suite de réactions métaboliques initiées par la fixation de l'insuline sur les récepteurs à insuline des neurones dopaminergiques.
Document 3b: résistance à l'insuline et quantité d'α-synucléine
Des chercheurs ont utilisé une technique, appelée immunofluorescence, qui permet d'estimer la quantité de la protéine α-synucléine dans les neurones. Ils ont appliqué cette méthode sur deux types de neurones dopaminergiques. Les résultats sont visibles ci-dessous:
Document 4: l'activation des protéines AKT
Document 4a: le rôle de la protéine AKT
Des recherches ont montré qu'une fois activée, la protéine intracellulaire nommée AKT favorise la dégradation des agrégats d'α-synucléine.
Document 4b: étude du niveau d'activation de la protéine AKT
Des chercheurs ont étudié la relation entre l'activation des protéines AKT et la concentration d'insuline dans différentes conditions. Les résultats sont visibles ci-dessous:
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
Expliquer comment ce traitement par l'agoniste du GLP-1 pourrait s'avérer efficace dans l'amélioration des symptômes parkinsoniens.
Réponse : Introduction : La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative caractérisée par des troubles moteurs (akinésie, tremblements, rigidité). On cherche à comprendre comment un agoniste du GLP-1, initialement développé contre le diabète de type 2, permet d'atténuer ces symptômes moteurs chez les patients parkinsoniens. 1. Effet clinique du traitement par l'agoniste du GLP-1 (Document 1) : Chez les patients sous placébo, la sévérité des symptômes augmente avec le temps : environ +0,6 UA à 28 semaines puis +1,8 UA à 54 semaines. Cela traduit l'aggravation progressive de la maladie. Chez les patients traités par l'agoniste du GLP-1, la sévérité diminue nettement : environ -1,8 UA à 28 semaines puis -2,4 UA à 54 semaines. Les barres d'erreur des deux groupes ne se chevauchent pas. L'agoniste du GLP-1 améliore donc durablement les activités motrices (marche, mastication, habillage, conversation). Reste à expliquer comment. 2. Origine des symptômes moteurs (Documents 2a et 3a, connaissances) : Les mouvements volontaires sont contrôlés par les neurones dopaminergiques de la substance noire. Ceux-ci libèrent la dopamine par exocytose au niveau des synapses. L'imagerie montre une activité de ces neurones très réduite chez le parkinsonien sévère : surtout du vert et du jaune, contre du blanc et du rouge chez le témoin. Moins de dopamine est donc libérée, ce qui explique l'akinésie. Au niveau cellulaire, l'α-synucléine produite en excès s'agrège en fibrilles dans les terminaisons présynaptiques. Ces agrégats empêchent la libération de dopamine. 3. Résistance à l'insuline et accumulation d'α-synucléine (Documents 2b, 3a, 3b) : Chez le sujet sain, la fixation de l'insuline sur ses récepteurs fonctionnels déclenche une cascade de réactions qui détruit les agrégats d'α-synucléine. Chez le parkinsonien, les récepteurs à l'insuline sont présents mais non fonctionnels : les neurones sont résistants à l'insuline (IR). Ces neurones IR contiennent significativement plus d'α-synucléine (environ 120 UA) que les neurones sensibles IS (environ 100 UA). Faute de signal insulinique, les agrégats ne sont plus éliminés. 4. Rôle de la protéine AKT et effet de l'agoniste du GLP-1 (Documents 4a, 4b, 2b) : Une fois activée, la protéine AKT favorise la dégradation des agrégats d'α-synucléine. - Neurones IS : l'insuline active AKT de façon dose-dépendante, d'environ 100 % à environ 135 % à 1000 nM (différences significatives). - Neurones IR : l'insuline seule n'active pas AKT, qui reste vers 100 % quelle que soit la dose (différences non significatives). - Neurones IR & GLP-1 : les récepteurs au GLP-1 restent présents et fonctionnels chez le parkinsonien. Après incubation avec l'agoniste, l'insuline active à nouveau AKT, à environ 140 % dès 100 nM (différence significative). L'agoniste rétablit donc la sensibilité des neurones à l'insuline. Conclusion : L'agoniste du GLP-1 se fixe sur les récepteurs au GLP-1, restés fonctionnels, des neurones dopaminergiques parkinsoniens. Il restaure ainsi la réponse de ces neurones à l'insuline, ce qui permet de nouveau l'activation de la protéine AKT. AKT activée favorise la dégradation des agrégats d'α-synucléine présents dans les terminaisons présynaptiques. L'exocytose de dopamine par les neurones de la substance noire peut alors reprendre. La transmission synaptique dopaminergique est restaurée et le contrôle des mouvements volontaires s'améliore : l'akinésie diminue. Cela explique la baisse de la sévérité des symptômes moteurs observée dans le groupe test, à l'inverse du groupe placébo.
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