Des chercheurs de l'Université du Minnesota ont développé une nouvelle technique de diagnostic visuel qui peut être utilisée pour améliorer la détection précoce des maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson et des maladies similaires qui affectent les animaux, notamment la maladie débilitante chronique chez les cerfs.
La recherche est publiée dans Biodétection npjune revue scientifique à comité de lecture publiée par Nature.
Baptisée Cap-QuIC (Capillary-enhanced Quaking-Induced Conversion), les chercheurs pourront désormais distinguer les échantillons infectés à l'œil nu, ce qui rend les tests plus accessibles et plus rentables. Cette nouvelle méthode s'appuie sur la technique de diagnostic révolutionnaire utilisée par les chercheurs, qui permettait une détection plus rapide et plus précise des maladies.
La simplicité et l'efficacité du Cap-QuIC pourraient réduire les obstacles au dépistage systématique des maladies neurodégénératives, conduisant à terme à une intervention plus précoce et à de meilleurs résultats pour les patients.
Hye Yoon Park, co-auteur principal de l'article et professeur d'ingénierie électrique et informatique au College of Science and Engineering de l'Université du Minnesota
La maladie de Parkinson se caractérise par l'accumulation de protéines alpha-synucléines mal repliées, des protéines présentes dans les cellules nerveuses du cerveau. La maladie touche des millions de personnes dans le monde et pose des défis importants en matière de diagnostic et de traitement précoces.
La plupart des diagnostics reposent aujourd'hui sur l'observation des symptômes externes d'une personne en milieu clinique à un stade avancé de la maladie. Une détection tardive peut limiter les options thérapeutiques potentielles. Le diagnostic précoce actuel repose sur des équipements de test fragiles et coûteux qui limitent l'accès à ces tests dans certaines régions, en particulier dans les pays en développement.
L'action différentielle, découverte pour la première fois par Peter Christenson, chercheur postdoctoral en génie électrique et informatique et premier auteur de cet article, est influencée par les caractéristiques de surface de la protéine, qui varient considérablement entre les états sains et malades.
« Je me souviens que j'étais au laboratoire et que j'utilisais un lecteur fluorescent coûteux pour déterminer si mes échantillons étaient positifs ou négatifs. Au fur et à mesure de l'expérience, j'ai pu prédire l'état de chaque échantillon avant de le placer dans le lecteur », a déclaré Christenson. « Puis je me suis dit : « Pourquoi est-ce que je me donne la peine d'utiliser cet équipement coûteux si je peux déterminer l'état des échantillons à l'œil nu ? » Ce fut le moment décisif qui nous a conduit à développer notre nouveau test de détection des protéines mal repliées ».
La méthode visuelle Cap-QuIC utilise une action simple pour détecter les protéines alpha-synucléines mal repliées. L'équipe a démontré qu'elle pouvait utiliser des capillaires en verre (de petits tubes à essai conçus pour contenir des matières biologiques) pour distinguer les protéines normales de celles associées à une maladie en observant les différences de mouvement du liquide à l'intérieur des tubes.
« Cette méthode n'est pas seulement applicable à la maladie de Parkinson, mais pourrait également accélérer le diagnostic d'autres maladies similaires, notamment la maladie débilitante chronique chez les cerfs », a déclaré Peter Larsen, professeur associé de sciences vétérinaires et biomédicales au Collège de médecine vétérinaire.
Les chercheurs ont testé la technique sur des tissus de cerfs de Virginie sauvages infectés par la maladie débilitante chronique et ont montré que Cap-QuIC pouvait classer les échantillons avec une sensibilité et une spécificité élevées.
« Notre procédure Cap-QuIC représente une avancée majeure dans le diagnostic des maladies neurodégénératives au point d'intervention », a déclaré le professeur Sang-Hyun Oh, professeur McKnight et titulaire de la chaire Bordeau au département de génie électrique et informatique du College of Science and Engineering et co-auteur principal de l'étude. « En simplifiant le processus de détection, nous pouvons potentiellement diagnostiquer la maladie de Parkinson plus tôt, ce qui est essentiel pour une gestion et un traitement efficaces. »
Larsen et Oh dirigent le Centre de recherche et de sensibilisation sur les prions du Minnesota (MNPRO) de l'Université, qui rassemble des professeurs et des membres d'équipes externes de diverses disciplines pour étudier les maladies liées au mauvais repliement des protéines telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la maladie débilitante chronique et la SLA.
En plus de Park, Christenson, Larsen et Oh, l'équipe impliquée dans cet article comprenait les chercheurs de l'Université du Minnesota Hyeonjeong Jeong, Hyerim Ahn, Manci Li, Rachel Shoemaker et Gage Rowden.
Cette recherche a été financée par une combinaison de fonds publics et privés. Certaines parties de la recherche ont été financées par un nouveau financement de démarrage de la faculté accordé à Park par l'Université du Minnesota. Christenson a été soutenu par la bourse de recherche Mistletoe de la Fondation Momental et la bourse de doctorat interdisciplinaire de l'Université du Minnesota. La recherche sur la maladie débilitante chronique a été financée par le Minnesota Environment and Natural Resources Trust Fund ; le Minnesota Agricultural Experiment Station Rapid Agricultural Response Fund ; et le programme Minnesota Agricultural, Research, Education, Extension and Technology Transfer.
Pour lire l'intégralité du document de recherche intitulé « Détection visuelle de l'alpha-synucléine mal repliée et des prions via un test de conversion induite par tremblement capillaire (Cap-QuIC) », visitez le site Biodétection npj site web.
