Une nouvelle étude a révélé pour la première fois la structure moléculaire des cerveaux touchés par la maladie d’Alzheimer.
Des chercheurs ont produit des modèles 3D de protéines dans le cerveau, dont deux protéines en particulier associées à la maladie d’Alzheimer : bêta-amyloïde et Oui.
Alors que les scientifiques continuent de travailler sur des traitements pour cette maladie neurodégénérative, il est important d’en savoir le plus possible à ce sujet.
Les amas de ces protéines dans le cerveau sont soit une cause de la maladie d’Alzheimer, soit une conséquence de celle-ci – nous ne savons pas encore exactement laquelle – et grâce à une équipe de l’Université de Leeds au Royaume-Uni, nous avons maintenant un aperçu très détaillé de la façon dont elles sont disposées, jusqu’aux plus petits détails microscopiques.
Gauche : coupe tomographique de la pathologie tau intracellulaire dans le cerveau post-mortem d’un patient atteint de la maladie d’Alzheimer. Droite : couleur améliorée pour montrer les molécules. Orange = filament tau ; marron = axone myélinisé ; vert = compartiment subcellulaire ; bleu = organite lié à la membrane intracellulaire. (Gilbert et al., Nature2024)
« Ce premier aperçu de la structure des molécules à l’intérieur du cerveau humain offre des indices supplémentaires sur ce qui arrive aux protéines dans la maladie d’Alzheimer », dit le neuroscientifique René Frank de l’Université de Leeds.
“Mais [it] « Il présente également une approche expérimentale qui peut être appliquée pour mieux comprendre un large éventail d’autres maladies neurologiques dévastatrices. »
Les chercheurs ont utilisé un certain nombre de techniques d’imagerie avancées pour analyser les tissus cérébraux post-mortem de patients atteints de la maladie d’Alzheimer, notamment tomographie cryoélectronique (cryoET) – qui utilise des lectures de faisceaux d’électrons pour cartographier les structures 3D des tissus immobilisés à très basse température.
CryoET permet l’imagerie sans fixation chimique ni déshydratation perturbant la structure du tissu biologique, ce qui signifie que les scientifiques peuvent désormais reconstruire Volumes 3D de tissus à des résolutions un million de fois plus petites qu’un grain de riz.
« La caractérisation microscopique de l’amyloïde dans le cerveau atteint de la maladie d’Alzheimer a constitué la base du diagnostic et de la classification de la maladie », écrire les chercheurs dans leur article publié.
« La structure in situ de l’amyloïde dans le cerveau humain est inconnue. »
Coupe tomographique de pathologie β-amyloïde dans le cerveau post-mortem d’un patient atteint de la maladie d’Alzheimer. À droite : Couleur améliorée pour montrer les molécules. Cyan = fibrilles ; jaune = particule cuboïde extracellulaire ; rouge = gouttelette extracellulaire ; rose = vésicule extracellulaire ; vert foncé = compartiment subcellulaire ; vert clair = compartiment de membrane plasmique éclaté. (Gilbert et al., Nature2024)
En observant ces protéines de si près, nous espérons pouvoir mieux comprendre comment les amas se forment et comment ils impactent le cerveau.
Dans les protéines bêta-amyloïdes, on a découvert un mélange de structures microscopiques en forme de filaments, appelées fibrilles, et d’autres structures. Dans les protéines tau, on a observé des amas de filaments en lignes droites, bien que la disposition semble varier en fonction de l’emplacement des protéines dans le cerveau.
Gauche : coupe tomographique de la pathologie extracellulaire de la protéine tau dans le cerveau post-mortem d’un patient atteint de la maladie d’Alzheimer. Droite : couleur améliorée pour montrer les molécules. Orange = filament de tau ; marron = axone myélinisé ; violet foncé et violet clair = membranes externes et internes des mitochondries endommagées ; jaune = ATPase Fo-F1 putative ; foncé = compartiment subcellulaire ; bleu = organite lié à la membrane intracellulaire. (Gilbert et al., Nature2024)
Bien que les groupes soient similaires les uns aux autres, il y avait des différences dans l’organisation spatiale, en termes d’orientation et de torsion des filaments tau, ainsi que dans la taille des fibrilles bêta-amyloïdes.
C’est la première fois que nous examinons ces protéines avec autant de précision, et il est trop tôt pour se prononcer sur l’importance de ce qui a été révélé. Maintenant que la technique a été prouvée efficace, elle peut être testée sur des tissus provenant d’un plus large éventail de donneurs de cerveau.
Cela nous en dira plus sur la façon dont ces différentes protéines se manifestent aux différents stades de la progression de la maladie d’Alzheimer – et en comparant les structures au fil du temps, nous devrions être en mesure de voir comment la maladie se développe.
Cartographie des filaments de tau à partir de tomogrammes. À l’extrême gauche, une vue hélicoïdale d’une tranche de filament de tau. (Gilbert et al., Nature2024)
En fait, l’équipe à l’origine de la nouvelle étude pense que cette approche pourrait être utile pour analyser les causes profondes de toutes sortes de maladies neurodégénératives, nous pouvons donc nous attendre à en entendre davantage à l’avenir.
« Des cohortes plus importantes de donneurs divers atteints de la maladie d’Alzheimer, dans différentes régions du cerveau et à des stades plus précoces de la maladie d’Alzheimer, peuvent révéler comment l’organisation spatiale de l’amyloïde de différentes structures est liée aux profils neuropathologiques individuels », écrire les chercheurs.
La recherche a été publiée dans Nature.
2024-08-05 05:01:31
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