Les protéines qui s’agglutinent jouent un rôle significatif dans diverses maladies, notamment la SLA, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. L’exploration des mécanismes d’interaction des protéines s’est avérée difficile, mais des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers en Suède ont fait une découverte révolutionnaire. Ils ont développé une nouvelle technique qui permet de capturer de nombreuses protéines dans des pièges nano-sized. Ces pièges permettent l’étude des protéines d’une manière qui n’était pas possible auparavant.
« Nous pensons que notre méthode a un grand potentiel pour augmenter la compréhension des processus précoces et dangereux dans un certain nombre de maladies différentes et finalement conduire à des connaissances sur la façon dont les médicaments peuvent les contrer », déclare le professeur Andreas Dahlin, leader du projet de recherche à l’Université de Chalmers.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans le journal scientifique Nature Communications, sous le titre « Trappage stable de multiples protéines dans des conditions physiologiques en utilisant des chambres à l’échelle nanométrique avec des portes macromoléculaires. »
Comprendre comment les agglomérats de protéines se forment est vital pour développer des méthodes efficaces pour les dissoudre ou les prévenir complètement. Alors que de nombreuses techniques existent pour étudier les stades ultérieurs de la formation d’agglomérats, il a été difficile d’observer le développement précoce lorsque les agglomérats sont encore petits. Les pièges nouvellement développés relèvent ce défi.
Les chercheurs décrivent leur création comme les plus petites portes du monde, capables d’être ouvertes et fermées avec précision. Ces portes servent de pièges, confinant les protéines dans des chambres nano-sized. Par conséquent, les protéines sont empêchées de s’échapper, permettant une observation prolongée – jusqu’à au moins une heure – par opposition à la limite précédente d’une milliseconde. De plus, plusieurs protéines peuvent être enfermées dans un petit volume, facilitant l’analyse complète.
« Les agglomérats que nous voulons voir et comprendre mieux sont constitués de centaines de protéines, donc si nous devons les étudier, nous devons pouvoir piéger de telles quantités importantes. La concentration élevée dans le petit volume signifie que les protéines se heurtent naturellement les unes aux autres, ce qui est un avantage majeur de notre nouvelle méthode », explique le professeur Dahlin.
Le développement ultérieur de la technique est nécessaire pour étudier précisément des maladies spécifiques. Les pièges doivent être adaptés pour attirer les protéines associées à la maladie particulière étudiée. L’équipe identifie actuellement les protéines les plus adaptées pour des études ultérieures.
Les principes de fonctionnement des pièges impliquent l’utilisation de brosses en polymère situées à l’entrée des chambres à l’échelle nanométrique. Après un traitement chimique, les protéines sont attirées par les parois de la chambre. Lorsque les portes sont fermées, les protéines sont libérées des parois et peuvent commencer à interagir les unes avec les autres.
Les pièges permettent l’examen de touffes individuelles de protéines, fournissant des informations plus détaillées par rapport à l’étude de multiples touffes simultanément. Différentes touffes peuvent se former par des mécanismes divers et présenter des tailles et des structures variables. Les analyser individuellement permet de détecter ces différences.
Actuellement, la durée de rétention des protéines dans les pièges est limitée par la durée pendant laquelle le marqueur chimique appliqué, qui permet leur visibilité, persiste. Cependant, au cours de l’étude, les chercheurs ont réussi à maintenir la visibilité pendant une heure.
Cette méthode révolutionnaire ouvre des possibilités passionnantes pour avancer dans notre compréhension des processus de maladies et développer des interventions ciblées pour lutter contre l’agglutination des protéines. Avec des améliorations supplémentaires, cette technique pourrait ouvrir la voie à des traitements innovants pour un éventail de maladies difficiles.
Foire aux questions :
1. Quelles maladies sont causées par des agglomérats de protéines ?
Les agglomérats de protéines contribuent à plusieurs maladies, notamment la SLA, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. Ces agglomérats perturbent les fonctions cellulaires normales et sont difficiles à traiter.
2. Comment fonctionnent les pièges nano-sized ?
Les pièges utilisent des brosses en polymère positionnées à l’entrée des chambres à l’échelle nanométrique. Ces brosses attirent les protéines vers les parois de la chambre après un traitement chimique. Lorsque les pièges se ferment, les protéines sont libérées des parois et peuvent interagir les unes avec les autres.
3. Quels avantages offrent les pièges pour l’étude des agglomérats de protéines ?
Les pièges permettent l’étude de touffes individuelles de protéines, fournissant des informations détaillées sur les mécanismes, les tailles et les structures des différentes touffes. La capacité de piéger de nombreuses protéines dans un petit volume améliore les capacités de recherche.