Les scientifiques de l'Université baptiste de Hong Kong (HKBU) ont inventé un nouvel agent de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM), qui permet la visualisation et la détection en temps réel de la taille et du nombre d'amyloïde-bêta dans le cerveau, une caractéristique principale de la maladie d'Alzheimer ( UN D). L'invention offre un espoir de détection précoce et de dépistage systématique à grande échelle de la MA. Il peut également aider à évaluer l'efficacité des médicaments utilisés pour le traiter.
(De gauche à droite) Mlle Wang Xueli, assistante de recherche du Département de chimie, professeur Ricky Wong Man-shing, professeur Li Hung-wing
Sommaire
Manque d'agent de contraste pour visualiser l'amyloïde-bêta
La MA est un neurodégénératif chronique maladie qui constitue 60 à 70 pour cent de démence cas. Il est caractérisé par l'accumulation anormale d'amyloïde-bêta (Aβ) dans le cerveau. La visualisation en temps réel du contenu en Aβ dans le cerveau est cruciale pour le diagnostic de la MA et le suivi de la progression de la maladie.
Une tomographie par émission de positons (TEP) est actuellement la méthode clinique utilisée pour visualiser Aβ. Mais cette méthode est coûteuse, invasive et radioactive, avec une résolution d'image limitée. L'IRM est un outil d'imagerie clinique plus largement utilisé, qui nécessite un agent de contraste pour améliorer la visibilité des objets ciblés dans un endroit spécifique. Cependant, à l'heure actuelle, il n'y a pas d'agent de contraste IRM cliniquement approuvé disponible pour l'imagerie en temps réel de Aβ dans le cerveau humain.
Nanoparticules avec couche de silice comme nouvel agent de contraste IRM
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Ricky Wong Man-shing et le professeur Li Hung-wing, professeurs du département de chimie de HKBU, a créé un nouveau nanomatériau pour l'imagerie Aβ. Il charge et recouvre les nanoparticules à base de gadolinium, une substance chimique couramment utilisée comme agent de contraste IRM, avec une couche de silice spécialement conçue qui peut accueillir un colorant cyanine fluorescent exclusif et non cytotoxique. Le colorant cyanine est un composé organique utilisé pour visualiser et quantifier les protéines Aβ.
La couche de revêtement de silice adsorbée par un colorant transforme les nanoparticules à base de gadolinium en un agent biocompatible, biostable et non toxique qui est perméable à la membrane cellulaire, peut pénétrer les barrières hémato-encéphalique et est neuroprotecteur pour des applications biomédicales pratiques. Plus important encore, dans des expériences sur modèle avec des souris, les nanoparticules modifiées peuvent se lier au contenu Aβ et améliorer les signaux de résonance magnétique (c'est-à-dire les ondes électromagnétiques), et différencier le contenu Aβ dans le cerveau en termes de taille et de nombre lorsque l'IRM est appliquée.
En modifiant la couche fonctionnalisée de surface des nanoparticules à base de gadolinium, nous avons développé un agent de contraste IRM polyvalent et sensible pour le diagnostic de la maladie d'Alzheimer qui s'est avéré efficace dans le modèle murin. «
Professeur Ricky Wong Man-shing, Département de chimie de HKBU
Passe à travers les barrières hémato-encéphalique pour se lier au contenu en Aβ
Dans les expériences sur modèle de souris, les chercheurs de HKBU ont injecté les nanoparticules modifiées à la fois à des souris transgéniques avec Aβ surexprimé et à des souris du groupe témoin. L'IRM de leur cerveau a montré que les signaux magnétiques étaient plus forts et plus longs chez les souris transgéniques, ce qui prouvait que les nanoparticules modifiées avaient traversé des barrières hémato-encéphalique pour se lier au contenu d'Aβ dans le cerveau.
L'observation clinique a montré que la taille et le nombre de taches Aβ dans le cerveau humain augmentent avec l'âge des patients atteints de MA. Dans ce contexte, l'équipe de recherche a observé que la luminosité des sections de cerveau des souris transgéniques augmentait avec leur âge et que l'intensité de leur signal de résonance magnétique était généralement plus élevée que celle des souris du groupe témoin. Des points plus brillants ont également été trouvés chez les souris transgéniques plus âgées alors que presque aucun point brillant n'a pu être vu chez les souris du groupe témoin. Tous ces résultats ont démontré la sensibilité et l'efficacité des nanoparticules modifiées dans le ciblage et l'imagerie Aβ.
Application prometteuse dans le diagnostic de la MA
Les résultats de la recherche montrent que notre invention démontre un grand potentiel pour la détection précoce et le dépistage systématique de la maladie d'Alzheimer. Cela peut également aider à surveiller la progression de la maladie et à évaluer l'efficacité des médicaments potentiels. »
Professeur Li Hung-wing, Département de chimie de HKBU
Grâce à l'invention et à l'application clinique d'un agent de contraste IRM efficace pour la MA, un dépistage systématique à grande échelle de la maladie deviendra possible, permettant un diagnostic et un traitement précoces qui peuvent améliorer les soins cliniques des patients et réduire les charges de santé publique.
En outre, des expériences menées par l'équipe de recherche ont également révélé que les nanoparticules modifiées ont inhibé efficacement le processus d'agrégation de Aβ et la neurotoxicité de Aβ. Son potentiel thérapeutique élevé pour la MA est une autre direction d'investigation pour l'équipe de recherche à l'avenir.
La découverte de la recherche a été publiée dans la revue académique internationale Matériaux fonctionnels avancés.
La source:
Université baptiste de Hong Kong (HKBU)
