La maladie d'Alzheimer est décelée lors d'un dysfonctionnement de la protéine cérébrale

Dans une nouvelle découverte pour trouver la cause de la maladie d'Alzheimer, les scientifiques ont identifié une molécule qui semble déclencher une réaction en chaîne de dysfonctionnement protéique qui finit par obstruer et tuer les cellules du cerveau.
Les équipes de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni et de l’Université de Lund en Suède écrivent sur leurs conclusions dans un article qui sera publié en ligne cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.
Tuomas Knowles, l'un des leaders de l'étude, dirige un groupe basé à Cambridge qui étudie les aspects physiques de l'auto-assemblage de molécules de protéines. Dans une déclaration concernant l'étude, il dit que les thérapies actuelles pour la maladie d'Alzheimer et la démence sont limitées, qu'elles ne traitent pas de la maladie, mais seulement des symptômes:
"Nous devons résoudre ce qui se passe au niveau moléculaire avant de pouvoir progresser et avoir un impact réel", ajoute-t-il.
Et c'est ce que les chercheurs de cette étude ont fait: ils ont approfondi le comportement moléculaire et ont produit une carte détaillée de la voie qui produit les protéines mal formées qui sont à la base des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer.
Ils croient que leur avancée constitue une étape importante vers un diagnostic plus précoce des troubles neurologiques tels que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Et en révélant des indices moléculaires sur les premiers stades de la maladie d’Alzheimer, ils affirment que ces découvertes ouvrent également de nouvelles voies de développement de médicaments ciblant ces voies au cours des premiers stades de la maladie.

Protéines Pliantes Et Fibrilles Amyloïdes

Lorsque les protéines fabriquées dans les cellules du cerveau commencent à se plier et à prendre des structures qui entraînent un dysfonctionnement, le résultat final est une maladie neurodégénérative telle que la maladie d'Alzheimer.
Les protéines sont des molécules importantes pour accomplir des tâches essentielles dans et autour des cellules. Pour fabriquer une protéine, la cellule assemble des acides aminés en fonction des schémas codés dans son ADN. La protéine assemblée est une longue chaîne mince qui est ensuite pliée en une structure complexe, serrée et précise, afin de pouvoir effectuer ses tâches correctement.
Les choses commencent à mal tourner lorsque les protéines sont mal placées. Celles-ci peuvent alors accrocher les protéines environnantes, même si elles sont normales, produisant des amas pouvant former des millions de molécules de protéines, formant des vrilles lourdes appelées "fibrilles amyloïdes".
Les fibrilles d'amyloïdes produisent les gros dépôts de protéines ou «plaques» présentes dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer. On pensait que ceux-ci étaient la principale cause de la maladie, jusqu'à ce qu'un autre auteur principal de cette dernière étude, Christopher Dobson, professeur de chimie à Cambridge, et son équipe aient découvert des "oligomères toxiques" il y a une dizaine d'années.

Oligomères toxiques et vrilles juvéniles

Lorsque les fibrilles amyloïdes anormales qui conduisent aux plaques commencent à se développer, les vrilles se développent vers l'extérieur autour du point de départ ou du point focal. C'est ce qu'on appelle la "nucléation".
Lorsque ceux-ci ont été découverts pour la première fois, on pensait que la clé de la cause de la maladie d'Alzheimer était ce processus de nucléation. Mais ce n'est qu'une partie de l'histoire.

Qu'est-ce que cette étude montre est que une fois qu'une quantité faible mais critique de protéines dysfonctionnelles s'accumule, cela déclenche une réaction en chaîne cela conduit à la formation rapide de nouvelles mottes, activant de nouveaux foyers grâce à la "nucléation".
Et il semble ce sont ces nucléations secondaires qui créent des vrilles juvéniles Au début, il n'y a que quelques grappes contenant une poignée de molécules de protéines, ou "oligomères toxiques". (Un oligomère, comprenant seulement quelques unités moléculaires, est une version beaucoup plus courte d'un polymère, une chaîne répétée d'unités qui peut presque continuer à vie).
Ces "oligomères toxiques" sont solubles et suffisamment petits, contrairement aux plaques plus grandes, insolubles et plus denses (qui ont plus d'une structure polymère nouée), pour se déplacer dans le cerveau et perturber les interactions avec d'autres molécules. Le résultat est la mort progressive des neurones qui provoquent une perte de mémoire et les autres symptômes connus de la démence.
Avant cette étude, les scientifiques savaient que les oligomères toxiques étaient plus susceptibles d'être la cause de la maladie d'Alzheimer, mais étaient mystifiés quant à leur origine.
Knowles dit:
"Nous avons maintenant établi la voie qui montre comment se forment les espèces toxiques qui causent la mort cellulaire, les oligomères. C’est la voie principale pour détecter, cibler et intervenir - le catalyseur moléculaire qui sous-tend la pathologie. "

Recréer la scène du crime à la base de la maladie d'Alzheimer

Les chercheurs ont réuni des outils couramment utilisés dans d’autres domaines de la chimie et de la physique, mais cette étude est la première fois qu’ils sont utilisés au maximum pour examiner le mauvais repliement des protéines.
"De plus en plus, l'utilisation d'outils expérimentaux quantitatifs et d'analyses théoriques rigoureuses pour comprendre les processus biologiques complexes conduisent à des résultats passionnants et révolutionnaires", explique M. Knowles.
Il explique qu'ils empruntent essentiellement des outils de chimie et de physique pour examiner un problème biomoléculaire: cartographier les réseaux de processus et «recréer la scène du crime» à la racine de la maladie d'Alzheimer.
"Avec une maladie comme la maladie d'Alzheimer, vous devez intervenir de manière très spécifique pour empêcher la formation des agents toxiques. Maintenant, nous avons trouvé comment les oligomères sont créés, nous savons quel processus nous devons désactiver", ajoute-t-il.
Dans une autre étude révolutionnaire publiée récemment, des chercheurs suggèrent qu'un nouveau traitement contre la maladie d'Alzheimer pourrait résulter de la découverte de la façon dont les plaques conduisent à des enchevêtrements.
Écrit par Catharine Paddock PhD