- Les chercheurs ont mis au point un nouveau biocapteur capable de détecter des changements structurels dans les protéines indiquant des maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
- Le capteur pourrait faciliter le diagnostic précoce de diverses conditions et aider à personnaliser les options de traitement.
- D’autres tests sont nécessaires pour comprendre la précision du biocapteur dans des conditions réelles.
Conditions neurodégénératives surviennent lorsque les cellules nerveuses perdent leur fonction et meurent. Le accumulation des protéines mal repliées dans le cerveau semble être une caractéristique commune de certaines de ces conditions.
Les affections neurodégénératives les plus courantes sont la maladie d’Alzheimer, dont on estime qu’elle affecte 6,7 millions de personnes aux États-Unis, et la maladie de Parkinson, qui touche près d’un millions de personnes aux Etats-Unis
La plupart des maladies neurodégénératives commencent 10–15 ans avant l’apparition des symptômes cliniques. Cependant, l’intervention précoce est souvent entravée par un manque d’outils de diagnostic précoce fiables. De plus, ils sont souvent mal diagnostiqué en raison du chevauchement des symptômes entre les conditions.
Bien que les méthodes de diagnostic actuelles identifient et quantifient les niveaux de protéines, elles sont insensible à leurs changements structurels.
Les changements structurels sont essentiels pour comprendre à quel point la neurodégénérescence s’est produite sous forme de protéines mal repliées dans de multiples conditions – y compris Parkinson et Alzheimer — subissent des modifications structurelles et se combinent en oligomères et plus tard en fibrilles.
Les oligomères sont très instablestructures désordonnées, alors que les fibrilles sont des molécules plus stables et organisées.
Dre Jennifer Bramenchercheur principal au Pacific Neuroscience Institute du Providence Saint John’s Health Center à Santa Monica, en Californie, a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui:
« Les efforts actuels se concentrent sur l’exploration d’approches thérapeutiques qui ciblent le mauvais repliement des protéines. Cependant, le manque de biomarqueurs pour surveiller la progression de la maladie et évaluer la réponse au traitement pose un défi important à la recherche et au développement dans ce domaine.
Les méthodes de détection des différentes étapes du repliement des protéines pourraient améliorer les tests de diagnostic des maladies neurodégénératives.
Récemment, les chercheurs ont développé un biocapteur appelé ImmunoSEIRA qui peut détecter et identifier les protéines mal repliées liées à différentes conditions neurodégénératives.
Ils espèrent que la nouvelle technologie améliorera la détection précoce et la surveillance des affections neurodégénératives, ainsi qu’aidera à évaluer les options de traitement à divers stades de progression de la maladie.
« En combinant le capteur ImmunoSEIRA avec l’analyse par IA, nous pouvons désormais détecter et quantifier les oligomères et les fibrilles, ce qui est sans précédent et impossible avec les stratégies de détection existantes », Deepthy Kaungalassistant-doctorant au Laboratoire des systèmes bionanophotoniques de l’EPFL, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse, auteur principal de l’étude, a déclaré MNT.
L’étude a été publiée dans Avancées scientifiques.
Lorsqu’on lui a demandé comment ImmunoSEIRA fonctionnait, Kaungal a répondu qu’il agissait comme un « détective moléculaire ».
Les chercheurs ont équipé ImmunoSEIRA d’un test immunologique pour s’assurer qu’il évalue les bonnes molécules. Un immunoessai est un test biochimique qui utilise des anticorps pour se verrouiller sur des molécules spécifiques – dans ce cas, ces protéines anormales liées à la maladie de Parkinson et à la maladie d’Alzheimer.
Une fois les complexes d’anticorps et de protéines capturés, des réseaux de structures en or de taille nanométrique connues sous le nom de « nanorods » amplifient leurs « empreintes digitales » uniques afin qu’elles puissent être cartographiées via la spectroscopie d’absorption infrarouge améliorée en surface (SEIRA), un « système de détection infrarouge » utilisé pour identifier et analyser les biomarqueurs.
« [At this point]les informations de l’analyse sont introduites dans un algorithme basé sur l’apprentissage automatique (IA) qui donne des informations sur les types de protéines mal repliées qui sont présentes », Dr Charles Munyonun neurochirurgien fonctionnel de Novant Health à Charlotte, en Caroline du Nord, non impliqué dans l’étude, a déclaré MNT.
Déjà, les chercheurs ont testé ImmunoSEIRA dans des biofluides comme le liquide céphalo-rachidien en milieu clinique. Ce faisant, ils ont pu identifier les signatures de fibrilles protéiques anormales.
« Cette approche donne plus d’informations sur le type de protéine mal repliée présente, ce qui nous en dit beaucoup plus sur le stade de la maladie dans lequel se trouve actuellement le patient », a déclaré le Dr Munyon.
Kaungal a ajouté qu’ImmunoSERIA pourrait également améliorer la précision du diagnostic car, contrairement à la plupart des études de biomarqueurs et des diagnostics qui mesurent les niveaux d’une protéine, leur technologie permet la mesure simultanée de plusieurs biomarqueurs.
« Notre méthode repose sur l’utilisation de petits volumes de biofluides, ce qui augmente le nombre d’analyses que l’on peut effectuer à partir du même échantillon de patient », a-t-elle expliqué.
Kaungal a noté que la principale limite de l’étude est qu’ImmunoSEIRA n’a pas encore été appliqué aux échantillons cliniques, bien qu’ils prévoient de le faire bientôt.
« Nous devrons [optimize] le capteur d’abord, puis le valider par rapport aux méthodes existantes pour évaluer ses performances », a-t-elle déclaré.
Interrogé sur d’autres limitations, le Dr Munyon a déclaré que si les premiers tests chez les patients semblent prometteurs, il est difficile de commenter sa capacité globale à faire la distinction entre les stades de la maladie jusqu’à ce que d’autres tests soient effectués.
« Bien que cette technique devrait permettre le dépistage de maladies supplémentaires en plus de la maladie de Parkinson et d’Alzheimer, elle peut ne pas être en mesure de dépister plus d’une maladie à la fois à moins que plusieurs tests ne soient effectués sur le même échantillon », a-t-il ajouté.
MNT a également parlé avec Dr Howard Prattun psychiatre certifié et directeur médical de la santé comportementale à Community Health of South Florida, non impliqué dans l’étude, à propos de ses limites.
« L’une des limites auxquelles cette recherche peut être confrontée est liée à la manière dont ces innovations sont reçues par la communauté médicale », a déclaré le Dr Pratt.
Il a noté que les médecins ont tendance à rester prudents et sceptiques quant à la fiabilité des nouvelles technologies avant leur acceptation généralisée.
« En tant que médecin, vous ne voulez jamais être la première ou la dernière personne à mettre en œuvre quelque chose dans votre pratique », a-t-il déclaré. « Même si le test s’avère très précis et même supérieur à l’étalon-or actuel, vous pouvez toujours en voir une adoption inégale, certains l’adoptant et d’autres restant prudents. »
« On peut pardonner une erreur de jugement dans un diagnostic fait par un médecin, ou par un test déjà établi, mais les gens sont moins susceptibles de pardonner un algorithme », a-t-il ajouté.
Kaungal a noté que leurs découvertes pourraient aider à poser des diagnostics plus précoces, faciliter les moyens de regrouper les patients en fonction de leur état spécifique et personnaliser les traitements en fonction à la fois de la composition chimique et de la structure des amas de protéines.
Le Dr Munyon a ajouté que bien que les découvertes soient passionnantes d’un point de vue technologique, il est crucial que le public comprenne qu’il ne s’agit pas d’un traitement et qu’il faudra probablement un certain temps pour qu’il soit largement utilisé.
« La maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson restent très fréquentes, et malheureusement très difficiles à traiter et dévastatrices dans leur impact. Bien que chaque nouveau développement soit utile, nous semblons encore loin de pouvoir ralentir considérablement l’une ou l’autre des maladies, et encore moins les guérir », a-t-il conclu.
