Un nouveau centre créé à la Washington University School of Medicine à St. Louis vise à accélérer la recherche sur les biomarqueurs de maladies neurodégénératives telles que les maladies de Huntington et de Parkinson, la sclérose latérale amyotrophique (SLA), la sclérose en plaques (SEP) et les soi-disant tauopathies, une groupe qui comprend la maladie d’Alzheimer ainsi que des maladies plus rares telles que la démence frontotemporale, le syndrome corticobasal et la paralysie supranucléaire progressive. Le Tracy Family Stable Isotope Labeling Quantitation Center for Neurodegenerative Biology (Tracy Family SILQ Center) aide les chercheurs à découvrir, étudier et valider les biomarqueurs de ces maladies, dans le but d’identifier de nouvelles cibles médicamenteuses et de créer de meilleurs tests diagnostiques et pronostiques.
De nombreuses maladies neurodégénératives se caractérisent par l’accumulation progressive d’amas toxiques de certaines protéines dans le cerveau. La protéine spécifique impliquée varie selon la maladie – par exemple, la bêta-amyloïde fait partie intégrante de la maladie d’Alzheimer, l’alpha-synucléine de la maladie de Parkinson – mais ce qui reste le même, c’est une tendance malsaine de la protéine à s’agréger, souvent en raison d’une régulation défectueuse ou d’une forme malformée. En attachant une étiquette aux protéines clés du cerveau, les chercheurs peuvent suivre leur production et leur clairance, et identifier les facteurs qui influencent le renouvellement. De plus, en utilisant des protéines marquées dans des échantillons provenant d’autres parties du corps telles que le liquide céphalo-rachidien ou le sang, les chercheurs peuvent également effectuer des mesures très précises des protéines associées à la maladie et suivre leur évolution dans le temps et dans des conditions spécifiques. Ces données peuvent conduire à des informations cruciales sur la façon dont chaque maladie se développe et ouvrir de nouvelles voies pour la diagnostiquer, la prévenir ou la traiter.
« Les maladies neurodégénératives sont des maladies terribles qui ont actuellement des options de traitement limitées », a déclaré Randall J. Bateman, MD, professeur émérite de neurologie Charles F. et Joanne Knight et directeur du centre. « L’utilisation de protéines marquées est un moyen puissant d’accélérer la découverte de telles maladies. De nombreux chercheurs différents sont intéressés par l’utilisation d’une approche de protéines marquées pour étudier la maladie de Parkinson, la SLA, la SEP, la démence frontotemporale et plus encore. Mais l’utilisation de cette approche n’est pas anodine car elle nécessite des ressources considérables en termes d’équipement spécialisé et d’expertise. Sur la base de notre succès dans la maladie d’Alzheimer, nous avons créé ce centre pour aider à développer cette approche dans différents domaines de la maladie et accélérer les progrès vers de meilleurs diagnostics et thérapies.
Le Tracy Family SILQ Center contient sept spectromètres de masse de pointe et plusieurs unités de robotique. Le corps professoral du centre comprend Nicolas Barthélemy, PhD, professeur adjoint de neurologie, et Kanta Horie, PhD, professeur associé de recherche bénévole en neurologie. Barthélemy et Horie ont une vaste expérience dans le développement de biomarqueurs pour la maladie d’Alzheimer. Barthélemy développe un test de diagnostic sanguin de la maladie d’Alzheimer basé sur une forme de la protéine tau, tandis que Horie a montré qu’une forme différente de tau dans le liquide céphalo-rachidien peut indiquer le stade de la maladie. Le recrutement de professeurs et de membres du personnel supplémentaires est en cours.
Le centre s’appuie sur une technique connue sous le nom de SILK (pour stable isotope labeling kinetics) développée en 2006 par Bateman dans le laboratoire de David Holtzman, MD, professeur distingué de neurologie Barbara Burton et Reuben M. Morriss III. En utilisant cette technique, Bateman a montré que la production et la clairance de la bêta-amyloïde sont altérées dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer des décennies avant que leur mémoire et leur pensée ne commencent à changer. Cette découverte est devenue l’un des principaux éléments de preuve que la démence d’Alzheimer survient à la fin d’un processus pathologique largement invisible dans lequel des années de cinétique protéique déséquilibrée s’ajoutent progressivement aux dommages neurologiques et au déclin cognitif.
SILK a depuis été étendu à d’autres protéines et à d’autres maladies. Bateman et d’autres chercheurs de l’École de médecine participent à deux collaborations de recherche SILK, l’une visant la protéine tau, qui a été liée au déclin cognitif dans la maladie d’Alzheimer et d’autres tauopathies ; et l’autre axée sur la protéine légère des neurofilaments, qui augmente dans des maladies telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington et la SLA.
La technique SILK originale a également été étendue pour mesurer d’autres aspects du comportement des protéines au-delà de la cinétique, c’est pourquoi le mot « quantification » est utilisé dans le nom du centre au lieu de « cinétique ». Par exemple, SILQ a permis la première, et actuellement la meilleure, façon d’estimer les plaques de la protéine amyloïde associée à la maladie d’Alzheimer dans le cerveau en mesurant le rapport de deux formes d’amyloïde dans le sang. Cette technique est à la base d’un test sanguin qui est maintenant offert en clinique aux médecins et aux patients.
Les chercheurs de l’École de médecine qui rejoignent le centre ont accès à ses ressources et à son financement, et ont la possibilité de proposer des projets de recherche et de collaborer avec les professeurs du centre. Le centre se trouve actuellement au neuvième étage du bâtiment Steven & Susan Lipstein BJC Institute of Health, mais il déménagera dans un espace plus grand du bâtiment de recherche en neurosciences lors de son ouverture en 2023. Le centre est soutenu par 10 millions de dollars en dons philanthropiques transformationnels. et des subventions de la famille Tracy, de Richard Frimel et de Gary Werths, de la Fondation GHR, de David Payne, de la famille Willman et d’autres généreux donateurs, et gérées par la Fondation de l’hôpital Barnes-Jewish.
