Des chercheurs hongkongais améliorent la théranostic de la maladie d’Alzheimer

Les chercheurs du département de chimie de l’Université Baptiste de Hong Kong (HKBU) ont inventé une nouvelle classe de composés de cyanines multifonctionnelles qui peuvent être utilisés pour la détection, l’imagerie et le traitement de la maladie d’Alzheimer. La découverte a fait l’objet de quatre brevets aux Etats-Unis et d’un brevet octroyé par le gouvernement chinois.

Au cours des dernières décennies, la maladie d’Alzheimer (MA) a attiré l’attention du public, car elle est devenue le type de démence le plus répandu. Plus de 37 millions de patients souffrent actuellement de la maladie d’Alzheimer et ce nombre devrait tripler d’ici 2050. Elle se caractérise par la formation de plaque amyloïde dans le cerveau humain. A ce jour, il n’y a pas de remède contre la MA, mais un diagnostic et un traitement précoce peuvent retarder l’apparition des symptômes de cette maladie affectant la mémoire. Le traitement des patients avec des inhibiteurs de la cholinestérase (tels que donépézil, rivastigmine et galantamine) au début peut non seulement préserver significativement le volume de l’hippocampe, mais aussi l’intégrité fonctionnelle et structurale des neurones.

Actuellement, l’évaluation clinique, les tests cognitifs et la neuroimagerie sont les procédures standards pour le diagnostic complet de la MA. Les tests cognitifs, y compris le « Mini-Mental State Examination » (MMSE) et le Montreal Cognitive Assessment (MoCA), permettent de distinguer les déficits cognitifs légers du vieillissement en évaluant les fonctions cérébrales.

La neuroimagerie est une technique servant au diagnostic de la MA grâce à la surveillance des changements structurels du cerveau. La tomographie par émission de positrons (PET), la tomographie par émission monophotonique (SPECT) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) sont les types de neuro-imagerie les plus courantes. Malheureusement, l’inconvénient majeur du PET et du SPECT réside dans l’injection d’agents de contraste radioactifs potentiellement néfaste pour le patient. Bien que l’IRM ne soit pas une technique invasive, l’analyse des anomalies structurelles et fonctionnelles du cerveau est relativement coûteuse. Plus important encore, le développement de la maladie commence bien avant toute diminution notable du volume de l’hippocampe ou de dépôt d’agrégat de protéine tau. Ainsi, le développement d’une méthode de diagnostic non invasive de risque de développement de la MA est essentiel non seulement pour un diagnostic précoce, mais aussi en termes de stratégies thérapeutiques.

L’équipe de recherche dirigée conjointement par le Pr Ricky Wong Man-shing et le Dr Li Hung-wing du département de chimie de HKBU ont prouvé que les cyanines (voir l’image ci-dessous) sous forme de nanoparticules peuvent quantifier les traces de biomarqueurs protéiniques liées à l’apparition de la maladie d’Alzheimer dans les fluides humains tels que le liquide céphalo-rachidien, le sérum, la salive et l’urine. Ce test de détection est rapide, peu coûteux et ultrasensible. D’autre part, ces composés peuvent aussi servir d’agent de contraste pour la détection et la surveillance in vivo de la progression de la maladie, la compréhension de la pathogenèse ainsi qu’être un médicament candidat pour son traitement.

Crédits : Hong Kong Baptist University

Les protéines, à savoir le peptide bêta-amyloïde, les protéines tau et le p-tau, présent dans le liquide céphalo-rachidien humain sont liées à la maladie d’Alzheimer. Le test de détection polyvalent utilisant les composés mis au point par l’équipe ne nécessite qu’une infime quantité de liquide (quelques microlitres) pour quantifier de manière fiable les protéines cibles. La détection est basée sur les immuno-interactions spécifiques entre l’antigène cible et l’anticorps de détection qui est immobilisé à la surface des nanoparticules magnétiques. L’immuno-assemblage est ensuite marqué avec un composé de cyanine actif nouvellement développé qui améliore le signal de fluorescence, et permet une quantification plus fine des protéines.

En outre, ce nouveau composé présente une excellente perméabilité à la barrière hémato-encéphalique, une faible bio-toxicité, un bon effet inhibiteur sur l’auto-agrégation des monomères bêta-amyloïdes et la formation d’oligomères toxiques ainsi qu’un excellent effet neuroprotecteur contre les toxicités induites par les bêta-amyloïdes. Puisque ce composé est capable de supprimer la formation d’oligomères neurotoxiques et protéger de la génération de dérivés réactifs de l’oxygène et des élévations intracellulaire en ion calcium, il présente un grand potentiel thérapeutique.

Cette étude montre que les cyanines offrent un potentiel prometteur pour la théranostic (thérapie et diagnostic) de la maladie d’Alzheimer et l’équipe de recherche étudie actuellement l’efficacité in vivo du médicament en le testant sur des souris et en observant l’évolution des capacités cognitives des rongeurs.

Rédacteur : Vincent de BRIX, chargé de mission scientifique

Sources :

http://www.sci.hkbu.edu.hk/eng/news/press-releases/391n
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-01/hkbu-hkb010418.php