Les niveaux de potassium dans le sang pourraient-ils aider à diagnostiquer la maladie d’Alzheimer à un stade précoce ?

Pour cette étude, Mahan et son équipe de géochimistes analytiques ont collaboré avec un groupe de neuroscientifiques du centre de recherche sur le cerveau The Florey pour développer un nouveau test sanguin pour le diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer.

Pour ce faire, les scientifiques ont appliqué et adapté des techniques de géochimie analytique inorganique — généralement utilisées pour analyser les compositions géologiques telles que les roches et les sols — afin de rechercher des biomarqueurs précoces de la maladie d’Alzheimer dans le sang.

« La géochimie analytique inorganique est un terme général pour la recherche qui trouve ses racines dans les géosciences et qui est centrée sur le développement, l’exploitation et l’application d’instruments complexes (et de pratiques de laboratoire) pour être en mesure de déterminer avec précision et fiabilité la composition chimique des matériaux, qu’il s’agisse de minéraux et de roches, d’eau, de matières végétales, etc., puis d’interpréter ces résultats analytiques dans un contexte donné », a expliqué Mahan.

« Dans la plupart des cas, ces analyses sont effectuées grâce à ce qu’on appelle spectrométrie de masseoù nous décomposons complètement les matériaux en un groupe d'ions (particules chargées) que nous pouvons ensuite manipuler et séparer à l'aide de champs électriques et magnétiques, et ce faisant, séparer ces particules chargées les unes des autres en fonction de leur masse », a-t-il poursuivi.

« À partir de là, en utilisant un instrument comme celui déployé dans cette étude, nous pouvons mesurer les quantités relatives de toutes ces différentes particules chargées, toutes en même temps – c'est ce qu'on appelle le multi-collecteur. spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif ou MC-ICP-MS. Fait amusant, la façon dont nous décomposons les matériaux dans l'instrument est d'utiliser une torche à plasma qui efface les liaisons chimiques (appelée atomisation) et arrache les électrons des atomes (ionisation) — cette torche à plasma brûle plus fort que la surface du Soleil !

– Brandon Mahan, Ph. D.

À partir de 20 échantillons de sang — 10 provenant de personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer et 10 non atteintes — Mahan et son équipe ont comparé les niveaux de isotopes de potassium entre les deux groupes.

« Fondamentalement, le cerveau atteint de la maladie d’Alzheimer semble éliminer le potassium qui est enrichi en isotope plus léger du potassium par rapport au cerveau normal », a détaillé Mahan.

« L'hypothèse de travail est que ces isotopes plus légers du potassium sont évacués dans la circulation sanguine, dans la fraction sérique, où nous sommes en mesure de résoudre de manière mesurable ce changement dans le rapport isotopique du potassium sérique sanguin (causé par la maladie d'Alzheimer dans le cerveau), encore une fois en partie grâce à la technologie de pointe moderne qui rend cela beaucoup plus possible », a-t-il expliqué.

« Un autre avantage de tout cela est que, comme ce test est basé sur la spectrométrie de masse inorganique, nous n'examinons pas les niveaux de protéines ou d'autres matières organiques dans le sang. Nous n'avons donc pas à nous soucier de tous les problèmes de contrôle de la qualité qui peuvent survenir en raison de la dégradation possible des matières organiques pendant le stockage et le transport des échantillons », a-t-il poursuivi.

« Même s'il s'agit d'une petite étude pilote, les résultats statistiques suggèrent déjà des performances dans la détection de la maladie d'Alzheimer comparables à celles de biomarqueurs sanguins beaucoup plus matures basés sur des analyses organiques », a déclaré le chercheur.

Mahan a dit MNT que, pour les prochaines étapes de leurs recherches, l'équipe prévoit de développer et d'étendre ce travail initial dans une étude beaucoup plus complète avec des populations plus larges et d'étendre cela au-delà du potassium pour examiner également d'autres métaux, tels que le cuivre et le zinc.

« Nous disposons désormais d'un de ces instruments spécialisés CRC-MC-ICP-MS ici à Melbourne Analytical Geochemistry, ce qui nous place sur le même campus que The Florey et double notre capacité à mesurer des échantillons – maintenant deux instruments, y compris celui de l'IPGP », a-t-il ajouté. « Nous sommes donc prêts à élargir ce travail et recherchons maintenant des partenaires et un soutien financier pour permettre et accélérer cette recherche importante et innovante. »

Après avoir examiné cette étude, Verna Porter, MD, neurologue certifiée et directrice du département de démence, de maladie d'Alzheimer et de troubles neurocognitifs au Pacific Neuroscience Institute de Santa Monica, en Californie, a déclaré MNT elle a trouvé cela passionnant car cela introduit le potentiel des compositions isotopiques de potassium comme un biomarqueur nouveau et non invasif pour la maladie d'Alzheimer.

« En tant que médecin traitant des patients à haut risque de développer la maladie d’Alzheimer, toute avancée dans la détection précoce est très encourageante », nous a déclaré Porter. « La possibilité de détecter la maladie d’Alzheimer plus tôt grâce à des moyens aussi innovants pourrait changer considérablement notre approche du traitement et des soins aux patients. »

« Un diagnostic précoce est essentiel car il permet une intervention rapide, ce qui peut aider à ralentir la progression de la maladie, améliorer la qualité de vie du patient et donner aux familles le temps de se préparer », a-t-elle expliqué.

« Cela ouvre également la voie à une utilisation plus efficace des nouveaux traitements aux premiers stades de la maladie, lorsqu'ils peuvent avoir le plus d'impact. Un diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer peut conduire à une meilleure coordination des soins et à une approche plus proactive de la gestion des symptômes », a ajouté Porter.

Pour les prochaines étapes de cette recherche, elle a également déclaré qu’elle aimerait la voir s’étendre à des populations de patients plus larges et plus diversifiées afin de confirmer la fiabilité de ce nouveau biomarqueur.

« De plus, en combinant cette approche avec d’autres biomarqueurs établis, tels que bêta-amyloïde niveaux et protéine tau« Des études longitudinales visant à suivre la dysrégulation du potassium au fil du temps seraient également utiles pour déterminer sa corrélation avec la progression de la maladie », a-t-elle ajouté.