L'œil humain pourrait littéralement devenir une fenêtre révélant les premiers signes de la maladie d'Alzheimer, grâce à une nouvelle initiative de recherche financée par le gouvernement fédéral à l'Oregon Health & Science University.
La nouvelle bourse de 3,3 millions de dollars sur cinq ans permettra aux scientifiques de l'OHSU de développer un collyre spécialement conçu pour détecter le signal fluorescent d'une protéine associée à la maladie d'Alzheimer. Combiné à l'utilisation d'un scanner non invasif, le projet de recherche pourrait aboutir à un outil de dépistage peu coûteux et largement accessible pour détecter le stade le plus précoce de la maladie.
« Nous recherchons des patients à un stade précoce qui ne présentent pas de symptômes », a déclaré le chef du projet Lei Wang, Ph.D., professeur adjoint de génie biomédical à l'École de médecine de l'OHSU. Wang fait également partie de l'OHSU Knight Cancer Institute et dirige le laboratoire d'imagerie moléculaire et de développement de sondes. « L'objectif est de développer un dépistage à l'échelle de la population impliquant un simple collyre et une analyse rapide. »
Le projet est considéré comme à haut risque et à haute récompense.
Si cela fonctionne, cela pourrait grandement améliorer les résultats des nouveaux traitements contre la maladie d'Alzheimer, qui sont les plus bénéfiques dès les premiers stades de la progression de la maladie.
Le projet est financé par un programme de l'Institut national sur le vieillissement des National Institutes of Health conçu pour les chercheurs débutants. Nommé en l'honneur du regretté scientifique Stephen I. Katz du NIH, ce prix encourage les scientifiques en début de carrière à développer de nouvelles approches pour résoudre les problèmes biomédicaux.
L'initiative de Wang s'ajouterait aux résultats prometteurs utilisant des biomarqueurs sanguins pour détecter la maladie d'Alzheimer.
Wang a déclaré que l'initiative de l'OHSU, en cas de succès, n'exigerait pas nécessairement que les patients se rendent dans un centre spécialisé. Il envisage que la technique serait à terme disponible dans les cliniques d'ophtalmologie des zones rurales et urbaines, augmentant ainsi la capacité de dépister rapidement et efficacement les signes précoces de la maladie d'Alzheimer.
« Ce serait peu coûteux et accessible, et ne se limiterait pas aux grandes villes comme Portland ou Seattle », a-t-il déclaré.
C'est particulièrement important, car même si les nouveaux traitements ont démontré leur efficacité à ralentir la progression de la maladie d'Alzheimer, ils sont plus efficaces aux premiers stades de la maladie.
Rétine : Extension sensorielle neuronale du cerveau
Chimiste organique de formation, Wang possède une vaste expérience dans le développement d’agents de contraste fluorescents utiles pour aider les chirurgiens à éliminer les tumeurs tout en préservant les structures critiques telles que les tissus nerveux. Son laboratoire se concentre sur la conception de fluorophores à petites molécules – qui absorbent et émettent de la lumière – et de technologies d’imagerie quantitative pouvant être traduites en outils cliniques réels.
Dans le cas de la maladie d'Alzheimer, Wang se concentre sur un type de protéine appelée amyloïde.
Généralement, les scientifiques associent la maladie d'Alzheimer aux protéines bêta-amyloïde et tau regroupées dans le cerveau, qui seraient impliquées dans la neurodégénérescence conduisant aux symptômes de déclin cognitif qui caractérisent la maladie. De nouveaux traitements par anticorps tentent de ralentir le déclin cognitif en ciblant les plaques amyloïdes dans le cerveau.
Il est possible de détecter les plaques amyloïdes grâce à l'imagerie cérébrale, mais ces tests sont coûteux et ne sont généralement pas utilisés pour le dépistage chez des patients par ailleurs en bonne santé.
Au lieu de cela, Wang propose d’entrevoir les protéines amyloïdes en développant une molécule basée sur la fluorescence qui pourrait éventuellement être appliquée sous forme de collyre.
Il collabore avec l'expert en imagerie rétinienne Yifan Jian, Ph.D., professeur agrégé d'ophtalmologie et de génie biomédical à l'École de médecine de l'OHSU, pour utiliser un ophtalmoscope laser à balayage par fluorescence à champ ultra-large pour détecter l'amyloïde révélée à travers la rétine.
Jian se concentrera sur le perfectionnement de la technologie d'imagerie.
En collaboration avec Lei, nous prévoyons d'adapter des longueurs d'onde sans danger pour la rétine tout en offrant le contraste dont nous avons besoin pour que les protéines amyloïdes se démarquent. Il s’agit d’un effort collaboratif et nous pensons disposer d’une base solide pour démarrer le travail. »
Yifan Jian, Ph.D., professeur agrégé d'ophtalmologie et d'ingénierie biomédicale, École de médecine OHSU
La rétine partage une connexion directe avec le cerveau et constitue la seule partie du système nerveux central qui peut être visualisée de manière non invasive à une résolution cellulaire.
« La rétine est une extension sensorielle neurale du cerveau », a déclaré Wang. « Si nous pouvons détecter une accumulation d'amyloïde dans la rétine, il sera peut-être possible de détecter la maladie d'Alzheimer à un stade précoce chez les patients qui ne présentent encore aucun symptôme. C'est le fondement de ce projet. »
Les personnes signalées lors d’un dépistage rétinien pourraient ensuite être référées à un neurologue pour un diagnostic et une imagerie cérébrale plus intensive.
Wang travaillera avec une équipe multidisciplinaire de co-chercheurs pour faire progresser le projet du concept à la clinique.
Jian apportera son expertise en imagerie rétinienne et en ophtalmoscopie laser à balayage de fluorescence à champ ultra large. Nora Gray, Ph.D., professeure agrégée de neurologie à l'École de médecine de l'OHSU, apportera son expertise dans les modèles de la maladie d'Alzheimer et la pathologie rétinienne. Summer Gibbs, Ph.D., professeur de génie biomédical, apporte une vaste expérience dans l'application clinique d'agents de contraste fluorescents et dans les premières études d'imagerie chez l'homme. Randy Woltjer, MD, Ph.D., professeur de pathologie et de médecine de laboratoire et directeur du noyau de neuropathologie du Layton Aging & Alzheimer's Disease Center de l'OHSU, aidera à orienter les priorités cliniques et la traduction future en soins aux patients.
Le projet de recherche de cinq ans consistera à développer l'agent de contraste fluorescent, puis à tester sa sécurité et son efficacité sur un modèle murin. Ce n’est qu’à ce moment-là que l’on pourrait passer du stade du laboratoire à celui d’un essai clinique.
« Nous réfléchissons toujours à la manière dont cela peut être utile aux patients », a déclaré Wang. « La vision à long terme est précise, abordable et disponible dans de nombreuses communautés, pas seulement dans les grands centres universitaires. »
