Détecter in vivo des pathologies comme Alzheimer ou le diabète

Publié par Redbran le 04/01/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
L'accumulation d'agrégats de certains peptides non solubles dans les tissus est caractéristique de plusieurs pathologies, comme les maladies d'Alzheimer et de Parkinson, ou encore le diabète. La détection de ces dépôts amyloïdes par imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) in vivo serait très utile pour un diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de...) précoce et une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de ces maladies. Des chercheurs du CBM et du LCC, en collaboration avec des scientifiques portugais et hongrois, ont franchi une étape importante dans la conception d'agents d'imagerie qui reconnaissent spécifiquement ces dépôts amyloïdes. Ces travaux font la couverture de Chemistry A European Journal.


L'agent d'imagerie cible les dépôts de β amyloïde dans le cerveau (Alzheimer) ou d'amyline dans le pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est...) (diabètes). Une fois injecté, monomères et agrégats micellaires co-existent dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) et ont une affinité pour le peptide très différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...).
© Eva Jakab Toth

Les plaques amyloïdes sont des amas qui se forment dans nos tissus par agrégations de protéines altérées ou peptides insolubles qui ont perdu leur fonction biologique. Appelée amyloïdose, la formation de tels dépôts solides entre les neurones est le biomarqueur de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) d'Alzheimer et de bien d'autres maladies neurodégénératives, tandis que dans le pancréas elle est à l'origine du diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes...). Nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de chercheurs travaillent sur la mise au point (Graphie) de marqueurs spécifiques qui permettraient de mettre en évidence ces agrégats in vivo par une technique d'imagerie non invasive comme l'imagerie par résonnance magnétique (IRM).

Des complexes métalliques ont été ainsi mis au point, qui comportent une unité ciblant spécifiquement les peptides et agrégats amyloïdes. Par exemple, les chélates de gadolinium (Le gadolinium est un élément chimique, de symbole Gd et de numéro atomique 64.) sont des sondes IRM potentielles, alors que les complexes de certains métaux radioactifs (64Cu, 99mTc, etc) peuvent être exploités en imagerie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :). En outre, d'autres complexes métalliques ont été proposés pour le développement de stratégies thérapeutiques, car ils sont capables de ralentir la formation des plaques amyloïdes.

Toutes ces molécules sont amphiphiles car elles sont constituées d'une partie hydrophile (la partie qui contient le métal) et d'une partie hydrophobe (Un composé est dit hydrophobe (du grec υδρο, hydro = eau, et...) (celle qui est capable de reconnaitre le peptide). A l'instar du savon (Le savon est un objet liquide ou solide composé de molécules amphiphiles composées...), ces molécules forment différents types de micelles dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) biologique. Les équipes du Centre de biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils...) moléculaire d'Orléans et du Laboratoire de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de coordination de Toulouse, en collaboration avec des chercheurs portugais et hongrois, ont découvert que cette propriété de micellisation a des conséquences drastiques sur leur efficacité, à savoir, leur capacité à reconnaître les peptides amyloïdes ciblés, mais également leur biodistribution in vivo.

En jouant sur la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) de la partie hydrophobe, les chercheurs ont synthétisé un nouveau complexe de gadolinium qui, à très faible concentration, possède une affinité exceptionnelle pour les agrégats d'amyloïdes Ab et d'amyline, respectivement biomarqueurs de la maladie d'Alzheimer et du diabète. Néanmoins, une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) aussi forte entre le complexe et les amyloïdes n'est observée que lorsque les molécules sont sous forme "individuelle". Dès que la concentration de ce marqueur dans la solution injectée augmente, des micelles se forment et l'affinité du marqueur pour les agrégats ciblés chute de trois ordres de grandeur. Ces résultats, sans doute transposables à toute sorte de molécules amphiphiles en milieux biologique, doivent dorénavant être pris en compte dans la conception de molécules pour l'imagerie et la thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une...) des amyloïdoses.

Référence:
Concentration‐dependent interactions of amphiphilic PiB‐ derivative metal complexes with amyloid peptides Aβ and amylin
Saida Majdoub , Zoltán Garda , Alexandre C. Oliveira, Inga Relich , Agnès Pallier , Sara Lacerda , Christelle Hureau , Carlos F.G.C. Geraldes , Jean-François Morfin et Éva Tóth, Chemistry A European Journal, 7 octobre 2020.
https://doi.org/10.1002/chem.202004000
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