L’image montre les pièges à protéines, constitués de chambres à l’échelle nanométrique et de polymères formant des portes au-dessus. Ces « portes » s’ouvrent en augmentant la température d’environ 10 degrés, ce qui se fait électriquement. Ensuite, les polymères changent de forme pour devenir plus compacts afin que les protéines puissent entrer et sortir. Crédit : Université de technologie Chalmers | Julia Järlebark
Les amas de protéines sont impliqués dans plusieurs maladies difficiles telles que la SLA, Alzheimer, et la maladie de Parkinson. Comprendre l’interaction de ces protéines est complexe. Cependant, des chercheurs de l’Université de technologie Chalmers, en Suède, ont découvert une nouvelle méthode permettant de capturer de nombreuses protéines dans des pièges de taille nanométrique. Cette nouvelle approche permet d’obtenir des informations sans précédent sur les comportements des protéines.
« Nous pensons que notre méthode a un grand potentiel pour améliorer la compréhension des processus précoces et dangereux dans un certain nombre de maladies différentes et, à terme, conduire à des connaissances sur la manière dont les médicaments peuvent les contrecarrer », explique Andreas Dahlin, professeur à Chalmers, qui a dirigé le projet de recherche. .
Les protéines qui forment des amas dans notre corps sont à l’origine d’un grand nombre de maladies, notamment la SLA, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. Une meilleure compréhension de la façon dont se forment les amas pourrait conduire à des moyens efficaces pour les dissoudre à un stade précoce, voire même les empêcher complètement de se former.
Andreas Dahlin, professeur, Département de chimie et de génie chimique à l’Université de technologie Chalmers. Crédit : Université de technologie Chalmers | Mikael Terfors
Aujourd’hui, il existe diverses techniques pour étudier les étapes ultérieures du processus, lorsque les amas sont devenus gros et ont formé de longues chaînes, mais jusqu’à présent, il était difficile de suivre le développement précoce, lorsqu’ils sont encore très petits. Ces nouveaux pièges peuvent désormais contribuer à résoudre ce problème.
Peut étudier des concentrations plus élevées pendant une période plus longue
Les chercheurs décrivent leur travail comme étant la plus petite porte au monde pouvant être ouverte et fermée par simple pression d’un bouton. Les portes deviennent des pièges qui enferment les protéines à l’intérieur des chambres au niveau du à l’échelle nanométrique. Les protéines ne peuvent pas s’échapper, ce qui prolonge la durée pendant laquelle elles peuvent être observées à ce niveau d’une milliseconde à au moins une heure. La nouvelle méthode permet également d’enfermer plusieurs centaines de protéines dans un petit volume, une caractéristique importante pour une meilleure compréhension.
« Les amas que nous voulons mieux voir et comprendre sont constitués de centaines de protéines. Si nous voulons les étudier, nous devons donc être capables d’en piéger de si grandes quantités. La concentration élevée dans un petit volume signifie que les protéines se heurtent naturellement les unes aux autres, ce qui constitue un avantage majeur de notre nouvelle méthode », explique Andreas Dahlin.
Pour que la technique puisse être utilisée pour étudier l’évolution de maladies spécifiques, un développement continu de la méthode est nécessaire.
«Les pièges doivent être adaptés pour attirer les protéines liées à la maladie particulière qui vous intéresse. Nous travaillons actuellement sur la planification des protéines les plus adaptées à l’étude», explique Andreas Dahlin.
Comment fonctionnent les nouveaux pièges
Les portes développées par les chercheurs sont constituées de brosses dites polymères positionnées à l’embouchure de chambres de taille nanométrique. Les protéines à étudier sont contenues dans une solution liquide et sont attirées vers les parois des chambres après un traitement chimique spécial.
Lorsque les portes sont fermées, les protéines peuvent se libérer des parois et commencer à se rapprocher les unes des autres. Dans les pièges, vous pouvez étudier des amas individuels de protéines, ce qui fournit beaucoup plus d’informations que l’étude de plusieurs amas en même temps. Par exemple, les amas peuvent être formés par différents mécanismes, avoir des tailles et des structures différentes.
De telles différences ne peuvent être observées que si on les analyse une à une. En pratique, les protéines peuvent être retenues dans les pièges pendant presque n’importe quelle durée, mais à l’heure actuelle, la durée est limitée par la durée de séjour du marqueur chimique – dont elles doivent être munies pour devenir visibles. Dans l’étude, les chercheurs ont réussi à maintenir une visibilité jusqu’à une heure.
L’étude a été financée par le Conseil européen de la recherche, Erling-Persson Family Foundation.
