Les analyses infrarouges des protéines neuronales fournissent des informations sur les changements moléculaires chez les patients atteints de SLA. Cela permet de vérifier leur diagnostic.
Une équipe de recherche du Center for Protein Diagnostics (Prodi) de l’Université de la Ruhr à Bochum (RUB), en collaboration avec des scientifiques de l’Université technique de Dresde, de l’hôpital universitaire d’Essen et de l’hôpital universitaire de Göttingen, a développé un outil de diagnostic pour la maladie neurologique rare de la sclérose latérale amyotrophique (ALS). L’étude a utilisé le capteur immuno-infrarouge breveté pour analyser les changements de repliement des protéines dans le liquide céphalo-rachidien (LCR) des patients atteints de SLA après une liaison spécifique. Cette nouvelle méthode a été la première à détecter les changements conformationnels de la protéine TDP-43 dans le LCR des patients. L’équipe du projet dirigée par le professeur Klaus Gerwert et le professeur Lars Tönges a publié les résultats de ses recherches dans la revue internationale «Annals of Clinical and Translational Neurology» à partir du 3 décembre 2020.
Sommaire
Structures protéiques modifiées dans la SLA
La SLA est une maladie neurodégénérative mortelle entraînant une perte rapide de la fonction motrice, qui se traduit généralement par une maladie grave avec un décès prématuré en quelques années. Jusqu’à présent, un diagnostic précoce et précis de la maladie a été difficile. Stephen Hawking était l’un des patients les plus importants. À l’été 2014, la maladie a attiré l’attention des médias grâce à une campagne de financement à grande échelle, appelée Ice Bucket Challenge.
À ce jour, l’un des défis les plus importants dans le diagnostic de la SLA est d’exclure d’autres maladies mimétiques et de vérifier de manière fiable un diagnostic exact. Dans la SLA, la protéine TDP-43 joue en particulier un rôle central. Il forme de petites inclusions dans les cellules nerveuses. Les inclusions de TDP-43 semblent avoir une importance pathomécanique cruciale et sont les marqueurs neuropathologiques dans de nombreux cas sporadiques et génétiques de SLA. Ils ont été détectés dans de nombreuses autopsies cérébrales de patients SLA. Dans cette étude, les chercheurs de Bochum et leurs collègues ont montré que des formes pathologiquement mal repliées de la protéine se produisent également en solution dans le liquide nerveux et peuvent y être spécifiquement analysées.
Le Dr Rene Günther, l’un des principaux auteurs de l’étude et chef du groupe de recherche et de la clinique externe spécialisée pour les maladies des motoneurones au département de neurologie de l’hôpital universitaire Carl Gustav Carus de l’Université technique de Dresde, explique: « Biomarqueur la recherche joue un rôle crucial pour améliorer la détection précoce et garantir le diagnostic de la sclérose latérale amyotrophique. De plus, les biomarqueurs sont à la base de la réussite des tests de médicaments et du développement de thérapies dans cette maladie en évolution spectaculaire et difficile à traiter. Jusqu’à présent, seuls les biomarqueurs non spécifiques à une maladie Dans notre étude pilote, nous avons identifié avec succès pour la première fois des changements conformationnels des protéines TDP-43 dans le liquide céphalo-rachidien de patients atteints de sclérose latérale amyotrophique en utilisant cette méthode innovante. «
Une étude pilote montre un potentiel
L’équipe dirigée par Lars Tönges et Klaus Gerwert a réussi à obtenir un diagnostic de la maladie basé sur la structure modifiée de la protéine TDP-43. Dans le processus, les chercheurs ont montré que les protéines se replient de structures principalement désordonnées et hélicoïdales vers des feuillets bêta. Ces formes favorisent les assemblages de dommages et les dépôts de la protéine dans les cellules nerveuses. Dans l’analyse, 36 patients SLA ont été distingués de 30 patients atteints de la maladie de Parkinson au moyen du signal TDP-43 avec une sensibilité de 89 pour cent et une spécificité de 77 pour cent. En outre, un groupe témoin avec des patients neurologiquement peu visibles a été différencié avec une sensibilité de 89% et une spécificité de 83%. En analysant le TDP-43, les chercheurs ont ainsi pu exclure d’autres maladies affectant la fonction motrice, comme la maladie de Parkinson. Ces résultats seront vérifiés et validés dans une étude plus large.
Optimisation du capteur Alzheimer
Le capteur immuno-infrarouge de Klaus Gerwert a déjà été utilisé dans des études antérieures pour détecter des protéines pathologiquement modifiées dans le sang de patients atteints de la maladie d’Alzheimer avant l’apparition des symptômes. Dans ce cas, la technologie a été optimisée et affinée pour une utilisation dans le liquide céphalo-rachidien des patients atteints de SLA. Cela montre que le potentiel de la méthode pour d’autres maladies neurologiques doit également être exploré. En étroite collaboration avec le professeur Ralf Gold, directeur du département de neurologie de l’hôpital St. Josef de Bochum et chef de la recherche au département de médecine expérimentale de Prodi, d’autres projets sont actuellement en cours pour mieux comprendre les processus des maladies neurologiques.
Cette réalisation peut fournir un nouvel aperçu des mécanismes de la maladie. Par rapport à d’autres méthodes qui reflètent les concentrations de certaines protéines, notre technologie de capteur infrarouge donne un aperçu des événements moléculaires et peut donc devenir un outil crucial à l’avenir pour le diagnostic et le développement de thérapies cliniques. Mais avant tout, cela contribuera grandement à une compréhension plus précise des maladies. «
Léon Beyer, auteur principal, doctorant, Département de biospectroscopie de Prodi
L’avenir révélera de la valeur pour les applications cliniques
À l’avenir, les résultats des études de validation devraient fournir des informations sur la possibilité d’utiliser les protéines TDP-43 pathologiquement modifiées dans des applications cliniques pour faciliter des diagnostics plus précoces et plus précis et pour acquérir de nouvelles connaissances moléculaires.
La source:
Référence du journal:
Beyer, L., et al. (2020) TDP-43 comme biomarqueur structurel dans la sclérose latérale amyotrophique. Annales de neurologie clinique et translationnelle. doi.org/10.1002/acn3.51256.
