Peptides bêta-amyloïdes, des fragments de protéines qui se forment naturellement dans le cerveau et s'agglutinent en plaques chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, seraient responsables de la mort des neurones, mais il n'a pas été clair comment les substances tuent les cellules. Maintenant, un scientifique de l'Université Purdue a montré par des simulations informatiques que la bêta-amyloïde peut s'accumuler pour tuer les cellules neurales en y perçant des trous.

Les résultats sont les premiers à montrer comment la bêta-amyloïde forme les pores qui tuent les cellules neurales chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer et suggèrent des cibles qui pourraient offrir de nouveaux traitements.

Ganesan Narsimhan, professeur au Département de génie agricole et biologique, utilise des simulations pour comprendre comment les peptides antimicrobiens produits par les insectes les protègent contre les micro-organismes nocifs. Il a découvert que ces peptides antimicrobiens forment des agrégats et pénètrent dans les cellules des agents pathogènes d'origine alimentaire, créer des pores qui permettent au liquide intracellulaire de fuir, ainsi, tuant les cellules et atténuant le risque d'intoxication alimentaire. Étant donné que les protéines et les peptides sont des constituants normaux de tous les aliments, ce travail est prometteur pour créer des produits de sécurité alimentaire « verts », tels que les sprays pour produits frais et les films d'emballage.

Narsimhan savait que les peptides antimicrobiens devaient former de petits amas pour tuer les cellules pathogènes, et il a remarqué que bien que la bêta-amyloïde seule ne provoque pas la mort cellulaire, la formation d'agrégats bêta-amyloïdes pourrait. Il a entrepris de déterminer si les peptides bêta-amyoilaires et microbiens fonctionnaient de manière similaire pour tuer les cellules.

Narsimhan s'est concentré sur Aβ 1-42 car un déséquilibre dans la concentration de ce peptide est associé à la mort cellulaire d'Alzheimer. En collaboration avec Xiao Zhu, un chercheur principal en technologies de l'information à Purdue Research Computing, Le groupe de recherche de Narsimhan a effectué des simulations informatiques montrant qu'un seul peptide Aβ 1-42 n'avait aucun effet sur les cellules neurales, mais par groupes de trois ou cinq, appelés oligomères, ils sont capables de pénétrer la membrane cellulaire et de former de petits pores et de tuer les cellules neurales.

"L'agrégation de ces peptides est un précurseur de la pénétration de la cellule neurale, conduisant à la formation d'un pore, " dit Narsimhan, dont les découvertes ont été publiées en couverture dans le numéro de mars de la revue Chimie Physique Physique Chimique . "Cela démontre que la formation d'un agrégat est une étape essentielle dans la pénétration et la formation de pores conduisant à la mort des cellules neuronales. C'est ce qui se passe dans la maladie d'Alzheimer."

Des simulations d'autres peptides bêta-amyloïdes et des expériences sont nécessaires pour confirmer la signification de ces découvertes dans le cerveau. Mais les travaux suggèrent que la mort des cellules neurales dans la maladie d'Alzheimer pourrait être ralentie ou arrêtée avec des thérapies qui inhibent la formation de ces agrégats de peptides bêta-amyloïdes toxiques.

"Le remède ou la thérapie contre la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies neurodégénératives peut résider dans la prévention de la formation d'oligomères dans le liquide du cerveau, " a déclaré Narsimhan.