La technique des ultrasons focalisés conduit à la libération de biomarqueurs de troubles neurodégénératifs

[ad_1]

Plusieurs troubles neurodégénératifs progressifs, dont la maladie d’Alzheimer, sont définis par la présence de protéines tau dans le cerveau. Les chercheurs cherchent à identifier les mécanismes derrière ces protéines tau pour développer des traitements, cependant, leurs efforts pour détecter des biomarqueurs dans le sang ont été entravés par la barrière protectrice hémato-encéphalique.

À l’Université de Washington à Saint-Louis, de nouvelles recherches du laboratoire de Hong Chen, professeur agrégé de génie biomédical à la McKelvey School of Engineering et de radio-oncologie à la School of Medicine, et des collaborateurs ont découvert que l’utilisation de la biopsie liquide à médiation par ultrasons focalisés dans un modèle de souris a libéré plus de protéines tau et un autre biomarqueur dans le sang que sans l’intervention. Cette méthode non invasive pourrait faciliter le diagnostic des troubles neurodégénératifs, ont déclaré les chercheurs.

La méthode, connue sous le nom de sonobiopsie, utilise des ultrasons focalisés pour cibler un emplacement précis dans le cerveau. Une fois localisés, les chercheurs injectent des microbulles dans le sang qui se déplacent vers les tissus ciblés par les ultrasons et pulsent, ce qui ouvre en toute sécurité la barrière hémato-encéphalique. Les ouvertures temporaires permettent aux biomarqueurs, tels que les protéines tau et la protéine de la chaîne légère des neurofilaments (NfL), tous deux indicatifs de troubles neurodégénératifs, de traverser la barrière hémato-encéphalique et de se libérer dans le sang.

Chen a fait équipe avec le co-auteur principal Arash Nazeri, MD, professeur adjoint de radiologie à l’Institut de radiologie Mallinckrodt (MIR) de l’École de médecine. Ils ont collaboré avec Tammie LS Benzinger, MD, PhD, professeur de radiologie au MIR et professeur de chirurgie neurologique et de biologie et sciences biologiques; Eric Leuthardt, MD, professeur de neurochirurgie à l’École de médecine et de génie biomédical à McKelvey Engineering; ainsi que le premier auteur Christopher Pham Pacia, qui a obtenu un doctorat en génie biomédical de l’Université de Washington plus tôt cette année ; Jinyun Yuan, chercheur scientifique au laboratoire de Chen ; et Yimei Yue, une technicienne de recherche du laboratoire de Chen.

Les résultats de ces travaux, les premiers à ouvrir la porte au diagnostic et au suivi non invasifs et ciblés des troubles neurodégénératifs par biopsie liquide focalisée par ultrasons, sont publiés dans Radiologie 31 janvier.

Chen, Leuthardt, Pacia et d’autres collaborateurs travaillent sur la technique de sonobiopsie depuis plusieurs années, d’abord avec des biomarqueurs du cancer du cerveau humain dans des modèles précliniques. D’autres méthodes de biopsie liquide utilisées pour détecter les biomarqueurs des troubles neurodégénératifs présentent de multiples défis, notamment le manque d’informations anatomiques sur l’emplacement de la libération de protéines, la clairance rapide des fluides et un processus de filtrage par la barrière hémato-encéphalique. Chen a déclaré que la sonobiopsie est une technique émergente avec le potentiel de relever ces défis et d’autres.

Dans la nouvelle recherche, l’équipe a d’abord prélevé des échantillons de sang de jeunes souris présentant des protéines tau anormales dans le cerveau, ou tauopathie, recevant soit une sonobiopsie, soit un traitement fictif. Ils ont constaté que la sonobiopsie entraînait une augmentation de 1,7 fois des niveaux de protéine tau pTau-181 phosphorylée normalisée et une augmentation de 1,4 fois de la pTau-231 normalisée par rapport au groupe de souris témoins qui n’avaient pas subi de sonobiopsie. Dans une étude de suivi, ils ont effectué une sonobiopsie ciblée en ciblant l’hippocampe ou le cortex cérébral dans les premiers stades neurodégénératifs du modèle de tauopathie et ont prélevé des échantillons de sang avant et après la sonobiopsie. La sonobiopsie ciblée a entraîné une augmentation de 2,3 fois de la protéine NfL, un biomarqueur secondaire des maladies neurodégénératives, chez les souris traitées par rapport au groupe témoin.

“Dans notre étude de preuve de concept, nous avons cherché à déterminer si la sonobiopsie est capable de libérer des espèces tau phosphorylées et NfL dans la circulation sanguine en ouvrant la barrière hémato-encéphalique”, a déclaré Chen. “Cette démonstration a montré que la sonobiopsie améliorait de manière significative la libération de protéines pTau et d’un marqueur secondaire de la neurodégénérescence dans la circulation sanguine pour le diagnostic non invasif des maladies neurodégénératives.”

Nazeri a déclaré que les tauopathies telles que la maladie d’Alzheimer sont similaires aux tumeurs cérébrales.

“Alors que le comportement des tumeurs cérébrales et la réponse au traitement sont dictés par les mutations spécifiques qu’elles hébergent, la protéine tau montre une grande hétérogénéité dans le schéma de phosphorylation ainsi que d’autres modifications post-traductionnelles”, a déclaré Nazeri. « L’imagerie TEP actuelle et les biomarqueurs plasmatiques récemment développés sont sensibles pour détecter les tauopathies même à un stade précoce. La sonobiopsie pourrait potentiellement jouer un rôle pour caractériser davantage les souches spécifiques de protéine tau présentes dans le cerveau pour un traitement personnalisé des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et d’autres tauopathies. “

À l’avenir, l’équipe examinera les effets qualitatifs de la sonobiopsie sur les biomarqueurs plasmatiques et caractérisera les effets des paramètres ultrasonores focalisés et déterminera un temps de prélèvement sanguin optimal, ainsi que déterminera comment la sonobiopsie peut être appliquée pour libérer de plus grands biomarqueurs protéiques dérivés du cerveau.

[ad_2]

Loading

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*