Un nouveau lien entre la maladie d'Alzheimer et le fer pourrait conduire à de nouvelles interventions médicales
Et si les plaques bêta-amyloïdes n'étaient pas la cause principale de la maladie d'Alzheimer ?
De plus en plus d'éléments indiquent que le fer présent dans le cerveau pourrait jouer un rôle dans la maladie d'Alzheimer. Pour étayer cette idée, une nouvelle sonde d'imagerie a montré pour la première fois que dans les régions du cerveau où se forment les plaques bêta-amyloïdes associées à la maladie d'Alzheimer, on observe également une augmentation de l'oxydoréduction du fer, ce qui signifie que le fer dans ces régions est plus réactif en présence d'oxygène. Leur sonde d'imagerie pourrait fournir encore plus de détails sur les causes de la maladie d'Alzheimer et contribuer à la recherche de nouveaux médicaments pour la traiter.
Schéma d'un nouveau capteur de fer. Lorsqu'un court brin d'ADN appelé DNAzyme (vert) se lie à une forme spécifique de fer (par exemple, Fe3+ ou Fe2+), le DNAzyme coupe un second brin d'ADN (rouge) et libère un signal fluorescent (jaune) qui indique visuellement la présence de la forme spécifique de fer.
David Steadman/University of Texas at Austin
Une équipe de l'université du Texas à Austin et de l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign a publié aujourd'hui une étude sur la nouvelle technique d'imagerie et ses résultats dans Science Advances.
"Le lien entre l'oxydoréduction du fer et la maladie d'Alzheimer est une boîte noire", explique Yi Lu, auteur correspondant et professeur de chimie à l'université du Texas à Austin. "Le plus excitant pour moi est que nous disposons désormais d'un moyen d'éclairer cette boîte noire afin de commencer à comprendre l'ensemble de ce processus de manière beaucoup plus détaillée".
Il y a une dizaine d'années, les scientifiques ont découvert que la ferroptose, un processus de l'organisme qui dépend de niveaux élevés de fer, conduit à la mort cellulaire et joue un rôle clé dans les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d'Alzheimer. En utilisant l'imagerie par résonance magnétique sur des patients vivants atteints de la maladie d'Alzheimer, les scientifiques ont observé que ces patients ont tendance à avoir des niveaux élevés de fer dans le cerveau, bien que cette méthode ne permette pas de différencier les différentes formes de fer. L'ensemble de ces résultats suggère que le fer pourrait jouer un rôle dans la destruction des cellules cérébrales chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer.
Pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont mis au point des capteurs fluorescents à base d'ADN capables de détecter simultanément deux formes différentes de fer (Fe2+ et Fe3+) dans des cultures cellulaires et dans des tranches de cerveau de souris génétiquement modifiées pour imiter la maladie d'Alzheimer. Un capteur brille en vert pour le Fe2+ et l'autre en rouge pour le Fe3+. Il s'agit de la première technique d'imagerie capable de détecter simultanément les deux formes de fer dans les cellules et les tissus, tout en indiquant leur quantité et leur distribution spatiale.
"Le plus intéressant avec notre capteur, c'est que nous pouvons maintenant visualiser les changements de Fe2+ et de Fe3+ et leurs ratios à chaque endroit", explique Yuting Wu, coauteur de l'étude et chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Lu à l'UT Austin. "Nous pouvons modifier un paramètre à la fois pour voir si cela change les plaques ou les états d'oxydation du fer.
Cette capacité pourrait les aider à mieux comprendre pourquoi le rapport Fe3+/Fe2+ est plus élevé à l'emplacement des plaques de bêta-amyloïde et si l'augmentation de l'oxydoréduction du fer est impliquée dans la formation des plaques.
Une autre question clé est de savoir si l'oxydoréduction du fer est directement impliquée dans la mort cellulaire dans la maladie d'Alzheimer ou s'il s'agit simplement d'un sous-produit. Les chercheurs prévoient d'étudier cette question sur des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer. Si les recherches ultérieures déterminent que le fer et ses changements d'oxydoréduction provoquent effectivement la mort cellulaire chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, cette information pourrait constituer une nouvelle stratégie potentielle pour la mise au point d'un médicament. En d'autres termes, un médicament modifiant le rapport Fe3+/Fe2+ pourrait peut-être contribuer à protéger les cellules cérébrales. La nouvelle sonde d'imagerie pourrait être utilisée pour tester la capacité des médicaments candidats à modifier ce rapport.
Pour mettre au point les capteurs, les scientifiques ont d'abord fait appel à un laboratoire commercial pour produire une bibliothèque de 100 billions de brins d'ADN courts, grâce à un processus chimique appelé synthèse d'oligonucléotides. Ils ont ensuite procédé à un criblage pour trouver les brins qui reconnaissent - ou, en langage chimique, "se lient étroitement à une forme spécifique de fer et conduisent une réaction catalytique avec elle" - une forme spécifique de fer et pas d'autres formes. Pour compléter les capteurs, d'autres composants ont été ajoutés, notamment des molécules appelées fluorophores qui brillent d'une couleur spécifique lorsque la sonde reconnaît la forme spécifique de fer.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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