Pour comprendre ce qui se passe dans le cerveau lorsque la maladie d'Alzheimer se développe, les chercheurs doivent pouvoir étudier les structures moléculaires des neurones affectés par la maladie d'Alzheimer. Des chercheurs de l'Université de Lund en Suède ont testé une nouvelle méthode d'imagerie à cet effet. La recherche est publiée dans la revue Advanced Science.
Dans la maladie d'Alzheimer, des plaques dites bêta-amyloïdes se forment dans le cerveau et les neurones du cerveau meurent. Lorsque la plaque devient visible dans le tissu cérébral, la maladie est déjà à un stade avancé. Alors que de plus en plus de cellules nerveuses meurent, des perturbations de la mémoire commencent, ce qui finit par entraîner une perte de mémoire. Mais que se passe-t-il dans les cellules nerveuses avant l'apparition des plaques amyloïdes, et pourquoi les cellules nerveuses meurent-elles?
C'est une question à laquelle les chercheurs ont depuis longtemps du mal à trouver des réponses. Nous n'avons pas eu suffisamment de techniques d'imagerie pour étudier les changements structurels dans les cellules nerveuses. Cela est nécessaire pour détecter des changements très précoces et donc potentiellement comprendre les déclencheurs. «
Oxana Klementieva, chef de groupe pour la microscopie médicale à l'Université de Lund
En utilisant une nouvelle méthode, la spectroscopie photothermique optique, O-PTIR, des chercheurs de l'Université de Lund ont collaboré avec des collègues de Synchrotron SOLEIL en France pour étudier les structures protéiques au sein des cellules nerveuses – sans utiliser le traitement chimique des cellules nerveuses requis pour d'autres techniques d'imagerie, quelque chose qui peut affecter les structures mêmes que les scientifiques veulent étudier.
« Nous avons vu que la structure de la protéine change de différentes manières selon l'endroit où elle se trouve dans la cellule nerveuse. Jusqu'à présent, aucune méthode ne peut produire ce type d'images, nous donnant un aperçu des premiers changements moléculaires des neurones. ressemblent réellement à la maladie d'Alzheimer « , explique Oxana Klementieva.
Oxana Klementieva et ses collègues ont déjà montré que les premiers changements structurels de la bêta-amyloïde, la protéine qui serait à l'origine de la maladie d'Alzheimer, se produisent avant l'apparition des plaques amyloïdes. Le but est maintenant d'étudier plus en détail où se produisent les changements dans les cellules et si cela peut aider à expliquer les mécanismes à l'origine de la maladie d'Alzheimer.
« Si cela dépend de plusieurs mécanismes différents, quelque chose que je pense être le cas, nous aurions donc besoin de différents types de traitements », explique Oxana Klementieva.
Les chercheurs ont pu utiliser la nouvelle méthode pour imager les neurones affectés par la maladie d'Alzheimer à un stade précoce chez la souris avant la mort des cellules nerveuses, ce qui est important lors de la cartographie des mécanismes de la maladie. Oxana Klementieva pense que la nouvelle technologie peut également être utilisée pour étudier les structures protéiques liées à d'autres maladies qui affectent le cerveau, telles que la maladie de Parkinson, la démence à corps de Lewy et la démence à lobes frontaux.
Gunnar Gouras, professeur de neurologie expérimentale à l'Université de Lund qui a également participé à l'étude, estime que des changements technologiques comme celui-ci sont nécessaires pour que les chercheurs puissent comprendre les maladies complexes qui affectent le cerveau. Il souligne que la Suède est à la pointe du développement de nouvelles méthodes de mesure des biomarqueurs et de diagnostic, mais que nous ne comprenons toujours pas comment et quels mécanismes pathologiques décomposent les cellules nerveuses.
« La raison pour laquelle nous ne disposons pas encore de traitements efficaces pour la maladie d'Alzheimer est liée à la complexité du cerveau », explique Gunnar Gouras.
Pour mettre cette complexité en perspective, il compare le cerveau au cœur.
« Le cœur lui-même est un muscle complexe et, comme tous nos autres organes, il est contrôlé par le cerveau – les cellules nerveuses du cerveau s'étendent donc dans tout le corps. Il est extrêmement complexe. Cette méthode d'imagerie offre une occasion unique d'étudier la complexité d'une manière nous ne pouvions pas faire avant « , conclut Gunnar Gouras.
La source:
Référence de la revue:
Klementieva, O., et al. (2020) Alzheimer's Disease: Super ‐ Resolution Infrared Imaging of Polymorphic Amyloid Aggregates Directly in Neurons. Sciences avancées. doi.org/10.1002/advs.202070030.
