Le développement de NeuM, une nouvelle technologie de marquage neuronal, représente une avancée majeure dans la lutte contre les maladies neurodégénératives. En permettant le marquage sélectif et l’imagerie haute résolution des membranes neuronales, NeuM facilite l’étude détaillée des structures neuronales et de leurs modifications au fil du temps. Cette technologie promet d’être un atout essentiel dans la compréhension et le développement de traitements pour des maladies comme la maladie d’Alzheimer, offrant ainsi un espoir de progrès dans la recherche et le traitement des maladies neurodégénératives. Crédit : SciTechDaily.com
Les scientifiques ont développé « NeuM », une technologie de marquage neuronal permettant une observation détaillée de la structure neuronale. Surveillance réussie des changements neuronaux jusqu’à 72 heures.
La maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et l’accident vasculaire cérébral constituent le trio principal des maladies neurodégénératives. Ces troubles sont marqués par le dysfonctionnement et la détérioration progressive des neurones, les cellules nerveuses. Pour comprendre les mécanismes sous-jacents de ces affections neurologiques et élaborer des traitements, il est essentiel de disposer de technologies de marquage permettant de visualiser les changements neuronaux dans des conditions saines et malades.
Une équipe de recherche dirigée par le Dr Kim Yun Kyung de l’Institut des sciences du cerveau de l’Institut coréen des sciences et technologies (KIST), en collaboration avec l’équipe du professeur Chang Young-Tae de l’Université des sciences et technologies de Pohang, a annoncé le développement d’un technologie de marquage neuronal de nouvelle génération appelée NeuM. NeuM (Neuronal Membrane-selective) étiquette sélectivement les membranes neuronales, visualisant les structures neuronales et permettant une surveillance en temps réel des changements neuronaux.
Les chercheurs de l’équipe du Dr Kim Yoon-kyung au KIST utilisent la technologie de marquage neuronal de nouvelle génération, « NeuM », pour visualiser les neurones en temps réel et examiner des images haute résolution. Crédit : Institut coréen des sciences et technologies
Les neurones modifient continuellement leur structure et leur fonction pour transmettre les informations des organes sensoriels au cerveau, régulant ainsi les pensées, les souvenirs et les comportements. Par conséquent, pour vaincre les maladies neurologiques dégénératives, il est essentiel de développer des techniques permettant d’étiqueter sélectivement les neurones vivants pour une surveillance en temps réel. Cependant, les technologies actuelles de marquage basées sur les gènes et les anticorps, couramment utilisées pour observer les neurones, souffrent d’une faible précision et de difficultés de suivi à long terme en raison de leur dépendance à l’égard de l’expression de gènes ou de protéines spécifiques.
Avantages et capacités de NeuM
NeuM, développé par l’équipe de recherche grâce à la conception moléculaire de cellules neuronales, possède une excellente affinité de liaison avec les membranes neuronales, permettant un suivi à long terme et une imagerie haute résolution des neurones. Les sondes fluorescentes de NeuM se lient aux membranes neuronales en utilisant l’activité de cellules vivantes, émettant des signaux fluorescents lors de l’excitation par des longueurs d’onde spécifiques de lumière. Cette visualisation des membranes neuronales permet une observation détaillée des structures terminales neuronales et une surveillance haute résolution de la différenciation et des interactions neuronales.
Conception moléculaire pour le marquage sélectif des membranes neuronales. Crédit : Institut coréen des sciences et technologies
NeuM, en tant que première technologie permettant de colorer les membranes cellulaires par endocytose dans des neurones vivants, présente une réactivité sélective envers les cellules vivantes, excluant les cellules mortes sans internalisation. De plus, l’équipe de recherche a réussi à prolonger la durée d’observation des neurones de seulement 6 heures à 72 heures, permettant ainsi de capturer les changements dynamiques des neurones vivants sur une période prolongée en réponse aux changements environnementaux.
NeuM devrait fournir des informations sur la recherche et le développement de thérapies pour les maladies neurologiques dégénératives, pour lesquelles il n’existe actuellement aucun remède. Ces maladies, dont Alzheimer, résultent de lésions neuronales dues à la production de protéines toxiques comme l’amyloïde et à l’afflux de substances inflammatoires. L’observation précise des changements neuronaux par NeuM peut faciliter efficacement l’évaluation des composés thérapeutiques candidats.
Le Dr Kim a déclaré : « NeuM, développé cette fois-ci, peut distinguer les neurones vieillissants et dégénératifs, devenant ainsi un outil crucial pour élucider les mécanismes des troubles dégénératifs du cerveau et développer des traitements. » Il a ajouté : « À l’avenir, nous prévoyons d’affiner NeuM pour une analyse encore plus précise des neurones en concevant des longueurs d’onde de fluorescence pour distinguer des couleurs telles que le vert et le rouge. »
Référence : « NeuM : une sonde neuronale sélective s’intègre dans les membranes neuronales vivantes via une endocytose améliorée médiée par la clathrine dans les neurones primaires » par Yoonsik Sung, Lizaveta Gotina, Kyu Hyeon Kim, Jung Yeol Lee, Seulgi Shin, Hira Aziz, Dong Min Kang, Xiao Liu, Na-Kyeong Hong, Hong-Guen Lee, Jun-Seok Lee, Hyeyeong Ku, Cherlhyun Jeong, Ae Nim Pae, Sungsu Lim, Young-Tae Chang et Yun Kyung Kim, 7 décembre 2023, Angewandte Chemie International Edition.
DOI: 10.1002/anie.202312942
Cette recherche a été soutenue par le ministère des Sciences et des TIC (ministre Lee Jong-ho) à travers les grands projets du KIST et le projet Dementia Overcoming (RS-2023-00261784).
2024-04-24 06:06:00
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