Dans une étude récente publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesles chercheurs ont évalué la capacité de deux petites molécules à désintégrer les fibrilles d’alpha-synucléine.
Sommaire
Arrière-plan
La maladie de Parkinson (MP), la démence à corps de Lewy (DCL) et l’atrophie multisystématisée (AMS) sont des affections neurodégénératives définies par l’accumulation aberrante d’une protéine appelée alpha-synucléine. Cette protéine désordonnée rend difficile la détermination de sa structure atomique sous forme soluble. L’agrégation primaire et ensemencée d’alpha-synucléine est devenue un axe majeur de traitement des synucléinopathies. Des anticorps qui lient les agrégats d’alpha-synucléine et de petits composés qui lient les monomères et limitent l’agrégation initiale font actuellement l’objet de recherches.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont présenté de petites molécules capables de désassembler les fibrilles d’alpha-synucléine préformées.
L’équipe a étudié la structure du gallate d’épigallocatéchine (EGCG) lié à des filaments hélicoïdaux appariés tau (PHF) isolés du cerveau de patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Le pharmacophore de l’EGCG a été identifié et un mécanisme putatif de désagrégation de l’EGCG a été présenté en fonction de sa structure. Le pharmacophore EGCG a été utilisé comme site d’amarrage pour cribler par ordinateur environ 60 000 petites molécules qui ont été prédites par leurs caractéristiques biophysiques pour pénétrer favorablement dans le système nerveux central (SNC). À partir de ce dépistage, l’équipe a identifié des produits chimiques capables de désassembler les PHF tau, y compris le CNS-11. De plus, les chercheurs ont tenté d’établir si le CNS-11 désagrégeait exclusivement les fibrilles tau ou s’il avait un effet plus large sur les fibrilles amyloïdes.
L’équipe a examiné dix analogues chimiques du CNS-11 pour déterminer si leurs qualités étaient similaires. Ensuite, la capacité de CNS-11g et CNS-11 à se dissocier in vitro fibrilles d’alpha-synucléine a été évaluée. Les échantillons ont été traités avec de la thioflavine T (ThT) qui était un marqueur fluorescent pour les fibrilles amyloïdes, et la fluorescence ThT a été évaluée. Pour déterminer si CNS-11 ou CNS-11g affectait l’agrégation primaire d’alpha-synucléine, un test de cinétique d’agrégation ThT a été effectué.
Sur la base de leurs caractéristiques biophysiques, il a été prévu que le CNS-11 ainsi que le CNS-11g auraient une bonne perméabilité cérébrale. Pour déterminer la perméabilité cérébrale des composés, des souris C57BL/6J ont été injectées dans la veine caudale avec 1 mg par kg de poids corporel des molécules.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que le CNS-11 et son homologue chimique CNS-11g avaient un impact significatif sur les fibrilles d’alpha-synucléine. Il y avait une diminution significative de l’alpha-synucléine insoluble dans les fibrilles traitées avec l’analogue du SNC-11g. Les trois médicaments étudiés ont présenté une réduction du signal ThT, indiquant une diminution de la quantité de fibrilles. Le nombre de fibrilles dans les échantillons traités avec CNS-11 et CNS-11g a été réduit qualitativement. De plus, une diminution du nombre de fibrilles visibles a été notée pour les deux composés, mais surtout pour le CNS-11g.
Il y avait une légère différence entre permettre à l’alpha-synucléine de s’assembler en présence de CNS-11 ou de CNS-11g. Lorsque les graines de fibrilles ont été traitées avec CNS-11g ou CNS-11, l’élévation du temps d’agrégation a été atténuée, probablement en raison des fibrilles préformées. L’alpha-synucléine marquée par fluorescence est restée soluble au départ. Cependant, la transduction de fibrilles d’alpha-synucléine exogènes médiées par les liposomes dans les cellules a provoqué l’agrégation de la protéine indigène, qui peut être observée et quantifiée dans la cellule sous forme de points fluorescents.
Des fibrilles post-mortem d’alpha-synucléine ont été isolées du cerveau d’un patient MSA et évaluées. À l’aide d’un marquage immunogold, les fibrilles dérivées du cerveau ont été vérifiées comme étant de l’alpha-synucléine. L’équipe a remarqué une diminution du nombre moyen de fibrilles d’imagerie pour CNS-11g et CNS-11 par rapport au contrôle. De plus, il y avait une diminution de la longueur des fibrilles car les fibrilles de MSA traitées avec CNS-11 et CNS-11g présentaient une diminution de 25 % de la longueur moyenne des fibrilles.
Les cellules du biocapteur HEK293T sont fortement ensemencées en alpha-synucléine intracellulaire par des fibrilles dérivées de MSA. À des concentrations submicromolaires, une réduction considérable de l’ensemencement intracellulaire a été observée pour les trois composés, le CNS-11g et le CNS-11 présentant une efficacité comparable à l’EGCG témoin. Ces résultats ont révélé que ces médicaments peuvent désagréger les fibrilles MSA dérivées du cerveau et que les fibrilles prétraitées avec CNS-11 et CNS-11g étaient incapables d’ensemencer une agrégation intracellulaire d’alpha-synucléine.
De plus, une heure après une injection des composés chez les souris, des concentrations plasmatiques de CNS-11 et CNS-11g comprises entre 2,5 et 11,7 ng/mL pour CNS-11 et 5,2 et 23,5 ng/mL pour CNS-11g ont été observées. De plus, CNS-11 et CNS-11g présentaient une perméabilité cérébrale. Dans le tissu cérébral, leur concentration variait entre 5,7 et 17,8 ng/g pour CNS-11 et 3,5 et 25,5 ng/g pour CNS-11g.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont mis en évidence la capacité de deux médicaments à déconstruire l’alpha-synucléine. De plus, l’étude a démontré que les produits chimiques sont efficaces contre les fibrilles d’alpha-synucléine présentes dans les tissus cérébraux des patients et peuvent pénétrer efficacement dans les tissus cérébraux vivants des souris. Une validation supplémentaire est nécessaire pour vérifier leur efficacité thérapeutique. Cependant, ces découvertes préliminaires indiquent la possibilité de ces composés comme futures pistes de développement de médicaments pour le traitement des synucléinopathies.
