La Puissance de la Lumière et de l’Oxygène élimine la Protéine de la Maladie d’Alzheimer dans le Cerveau de Souris Vivantes
Un nouveau catalyseur de photo-oxygénation cible la structure amyloïde, enrôle les cellules du système immunitaire du cerveau.
Une petite molécule activée par la lumière récemment évaluée chez la souris correspond à une toute nouvelle stratégie d’élimination des amas de protéines amyloïdes situés dans le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Si elle est perfectionnée chez l’homme, la méthode pourrait être utilisée comme stratégie différente de l’immunothérapie et traiter diverses autres affections causées par des amyloïdes comparables.
Les scientifiques ont injecté la molécule directement dans le cerveau de souris vivantes atteintes de la maladie d’Alzheimer, puis ont utilisé une sonde spécialisée pour irradier de la lumière dans leur cerveau pendant 30 minutes chaque jour pendant une semaine. L’analyse chimique du tissu cérébral de souris a révélé que le traitement abaissait considérablement la protéine amyloïde. Les résultats d’expériences supplémentaires utilisant des exemples de cerveau humain donnés par des patients atteints de la maladie d’Alzheimer ont soutenu le potentiel d’une utilisation future chez les êtres humains.
“L’importance de notre recherche est d’établir cette méthode pour cibler la protéine amyloïde afin d’améliorer son élimination par le système immunitaire”, a déclaré Yukiko Hori, conférencière à l’Université de Tokyo et co-premier auteur de l’étude récemment publiée dans Cerveau.
La minuscule molécule établie par l’équipe de recherche est connue sous le nom de catalyseur de photo-oxygénation. Il semble traiter la maladie d’Alzheimer à travers un processus en deux étapes.
Premièrement, le catalyseur creuse les plaques amyloïdes. L’oxygénation ou l’incorporation d’atomes d’oxygène, peut rendre une molécule instable en modifiant les liaisons chimiques qui la maintiennent ensemble. Les détergents à lessive ou autres nettoyants sont connus sous le nom d’« agent de blanchiment à l’oxygène » et utilisent un principe chimique similaire.
Le catalyseur est créé pour cibler la structure repliée de l’amyloïde et fonctionne probablement en réticulant des sections spécifiques appelées résidus d’histidine. Le catalyseur est inerte jusqu’à ce qu’il soit déclenché avec une lumière proche infrarouge, donc à l’avenir, les chercheurs imaginent que le catalyseur pourrait être fourni dans tout le corps par injection dans la circulation sanguine et ciblé vers des régions particulières utilisant la lumière.
Deuxièmement, l’amyloïde déstabilisée est ensuite extraite par la microglie, les cellules immunitaires du cerveau qui éliminent les cellules endommagées et les débris à l’extérieur des cellules saines. En utilisant des cellules de souris poussant dans une boîte, les chercheurs ont observé que la microglie avalait l’amyloïde oxygénée et, après cela, la décomposait dans des fentes acides à l’intérieur des cellules.
“Notre catalyseur se lie à la structure spécifique à l’amyloïde, et non à une séquence héréditaire ou d’acides aminés spéciale, de sorte que ce même catalyseur peut être utilisé sur divers autres dépôts amyloïdes”, a déclaré le professeur Taisuke Tomita, qui a dirigé le projet à l’Université de Tokyo.
L’American Society of Clinical Oncology estime que chaque année aux États-Unis, 4 000 personnes reçoivent un diagnostic de maladie due à l’amyloïde en dehors du cerveau, connue sous le nom d’amylose.
Le catalyseur de photo-oxygénation doit être capable de se débarrasser de la protéine amyloïde, peu importe quand et où elle a été créée dans le corps. Bien que certains traitements existants contre la maladie d’Alzheimer puissent ralentir le développement de toutes nouvelles plaques amyloïdes, il est particulièrement important de se débarrasser des plaques existantes dans la maladie d’Alzheimer, car l’amyloïde commence à s’accumuler des années avant l’apparition des symptômes.
L’équipe d’étude travaille maintenant pour personnaliser la conception du catalyseur afin qu’il puisse être activé en projetant de la lumière à travers le crâne.
Cette étude de recherche est une étude expérimentale évaluée par des pairs utilisant des rongeurs ainsi que des échantillons de tissus humains. Les échantillons de cerveau de cortex temporal humain utilisés dans cette étude de recherche proviennent du Centre central de la maladie d’Alzheimer (ADCC) et du Centre de recherche sur les maladies neurodégénératives (CNDR) de l’Université de Pennsylvanie aux États-Unis.
Référence: “Photo-oxygenation by a biocompatible catalyst reduces amyloid-β levels in Alzheimer’s disease mice” by Shuta Ozawa, Yukiko Hori, Yusuke Shimizu, Atsuhiko Taniguchi, Takanobu Suzuki, Wenbo Wang, Yung Wen Chiu, Reiko Koike, Satoshi Yokoshima, Tohru Fukuyama, Sho Takatori, Youhei Sohma, Motomu Kanai and Taisuke Tomita, 14 April 2021, Brain.
DOI: 10.1093/brain/awab058
