Des nanoparticules d'or ont été développées en laboratoire afin de réduire la mort cellulaire des neurones exposés à une surexcitation.
L'étude est le résultat d'une collaboration internationale coordonnée par Roberto Fiammengo, chercheur au Centre de nanotechnologies biomoléculaires de l'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Institut italien de technologie) à Lecce (Italie).
L'équipe internationale comprend également des collègues de l'Université de Gênes, de l'Imperial College de Londres, du King's College de Londres, du Centre for Synaptic Neuroscience and Technology de l'Istituto Italiano di Tecnologia de Gênes et de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale à Heidelberg.
Une stimulation excessive des neurones par le neurotransmetteur glutamate, qui est généralement impliqué dans la communication excitatrice entre les neurones, peut endommager les cellules nerveuses et provoquer leur dégénérescence.
Ce phénomène, connu sous le terme d'excitotoxicité, est courant dans de nombreuses maladies neuroinflammatoires et neurodégénératives, comme la maladie d'Alzheimer et de Huntington, mais également en cas d'épilepsie, de traumatisme crânien et d'accident vasculaire cérébral.
En particulier, ces nanoparticules ont été conçues et préparées par l'équipe IIT de Lecce (Italie), et sont fonctionnalisées avec des peptides qui permettent une inhibition sélective des récepteurs extrasynaptiques du glutamate impliqués dans l'excitotoxicité.
En fait, la taille des nanoparticules est 20 à 50 fois plus grande que celle des médicaments classiques, ce qui entraîne le blocage des seuls récepteurs situés à l'extérieur des synapses. De cette façon, une neurotransmission correcte est préservée tandis que l'activation excessive qui conduit à la mort cellulaire est évitée.
Le mécanisme moléculaire sous-jacent à l'effet neuroprotecteur des nanoparticules a été clarifié par les travaux expérimentaux menés par Pierluigi Valente à l'Université de Gênes, en collaboration avec le groupe Fabio Benfenati du Centre for Synaptic Neuroscience and Technology de l'IIT à Gênes (Italie) .
Les résultats de cette recherche ont jeté les bases du traitement des maladies neurologiques dans lesquelles la libération excessive de glutamate est à la base de la pathologie.
La possibilité de bloquer spécifiquement les récepteurs extrasynaptiques, principalement responsables de la mort cellulaire, sans interférer avec la transmission synaptique, ouvre des perspectives prometteuses pour une thérapie ciblée sans effets secondaires majeurs.
« Nous avons développé des nanoparticules aux propriétés uniques et nécessaires pour répondre aux indications des neurobiologistes et des physiologistes – déclare Roberto Fiammengo – Coordonner un tel groupe multidisciplinaire de chercheurs a été une tâche extrêmement stimulante et les résultats obtenus montrent que c'est l'approche gagnante. »
Même si, à l'heure actuelle, les nanoparticules développées ne peuvent pas être utilisées en thérapie, cette étude montre comment la nanotechnologie peut fournir des indications importantes pour le traitement de nombreuses maladies neuroinflammatoires et neurodégénératives. «
Pierluigi Valente, premier auteur de l'étude, Université de Gênes
La source:
Istituto Italiano di Tecnologia – IIT
Référence de la revue:
Iakab, S. A., et al. (2020) Substrats de silicium noir assistés par nanoparticules d'or pour les applications d'imagerie par spectrométrie de masse. American Chemical Society Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c00201.
