Une nouvelle technique consiste à encapsuler des capteurs d'aptamères ATP dans des exosomes pour traverser la barrière hémato-encéphalique afin de réaliser une imagerie cérébrale, facilitant ainsi le diagnostic et le traitement de la maladie d'Alzheimer. Des tests sur des souris montrent que les capteurs s'accumulent dans le cerveau et mettent en évidence de faibles niveaux d'ATP dans les zones affectées. Crédit : Issues.fr.com
Les chercheurs ont développé une nouvelle méthode permettant de faire passer des capteurs fluorescents à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE) pour surveiller neurotransmetteur niveaux dans le cerveau, ce qui pourrait faire progresser considérablement Maladie d'Alzheimer Diagnostic et traitement des maladies.
La méthode consiste à encapsuler des capteurs d'aptamères ATP dans des exosomes, qui sont capables de traverser la BHE et de fournir une imagerie en temps réel des niveaux de neurotransmetteurs. Les premiers tests sur des souris ont montré des résultats prometteurs, les capteurs s'accumulant dans le cerveau et identifiant de faibles niveaux d'ATP dans les zones touchées par la maladie d'Alzheimer.
Approche innovante de l'imagerie cérébrale
Les niveaux de neurotransmetteurs dans le cerveau peuvent indiquer la santé du cerveau et des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. Cependant, la barrière hémato-encéphalique (BHE) protectrice rend difficile l'introduction de capteurs fluorescents capables de détecter ces petites molécules dans le cerveau. Centre scientifique central de l'ACS Les chercheurs ont démontré une méthode permettant de conditionner ces capteurs pour faciliter leur passage à travers la barrière hémato-encéphalique chez la souris, ce qui permettrait d'améliorer l'imagerie cérébrale. Grâce à des développements ultérieurs, cette technologie pourrait contribuer à faire progresser le diagnostic et le traitement de la maladie d'Alzheimer.
Il est fréquent que les niveaux de neurotransmetteurs diminuent avec l'âge, mais de faibles niveaux du neurotransmetteur adénosine triphosphate (ATP) peuvent être un signe de la maladie d'Alzheimer. Pour mesurer l'emplacement et la quantité d'ATP dans le cerveau, les chercheurs ont développé des capteurs fluorescents à partir de morceaux de ADN Les aptamères sont des molécules qui s'allument lorsqu'elles se lient à une molécule cible. Des méthodes permettant de transmettre ces capteurs de la circulation sanguine au cerveau ont été mises au point, mais la plupart contiennent des composants synthétiques qui ne peuvent pas facilement traverser la BHE. Pour développer des capteurs destinés à l'imagerie cérébrale en direct, Yi Lu et ses collègues ont encapsulé un capteur d'aptamères ATP dans des vésicules microscopiques dérivées de cellules cérébrales appelées exosomes. Ils ont testé le nouveau système de transmission du capteur dans des modèles de laboratoire de la BHE et dans des modèles murins de la maladie d'Alzheimer.
Pose réussie de capteurs à l'aide d'exosomes
Le modèle de laboratoire de la BBB était constitué d'une couche de cellules endothéliales sur une solution contenant des cellules cérébrales. Les exosomes chargés de capteurs des chercheurs étaient près de quatre fois plus efficaces que les systèmes de distribution de capteurs conventionnels pour traverser la barrière endothéliale et libérer le capteur fluorescent dans les cellules cérébrales. Cela a été confirmé en mesurant le niveau observé de fluorescence induite par la liaison à l'ATP. Ensuite, l'équipe de Lu a injecté à des modèles de souris atteints de la maladie d'Alzheimer soit les exosomes chargés de capteurs, soit des capteurs flottants non chargés. En mesurant les signaux de fluorescence chez les souris, les chercheurs ont découvert que les capteurs flottants restaient principalement dans le sang, le foie, les reins et les poumons, tandis que les capteurs délivrés via les exosomes s'accumulaient dans le cerveau.
Résultats prometteurs dans les modèles murins atteints de la maladie d'Alzheimer
Dans des modèles murins de la maladie d'Alzheimer, les capteurs délivrés par exosomes ont identifié l'emplacement et la concentration d'ATP dans différentes régions du cerveau. Plus précisément, ils ont observé de faibles niveaux d'ATP dans les régions de l'hippocampe, du cortex et du subiculum du cerveau, qui sont révélateurs de la maladie. Les chercheurs affirment que leurs capteurs réactifs à l'ATP chargés d'exosomes sont prometteurs pour l'imagerie cérébrale en direct non invasive et pourraient être développés davantage pour créer des capteurs pour une gamme de neurotransmetteurs cliniquement pertinents.
Les auteurs reconnaissent le financement des États-Unis Instituts nationaux de la santé (NIH), la Fondation Welch, le programme de formation à l'interface chimie-biologie du NIH à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et une bourse de recherche de troisième cycle de la National Science Foundation.
