Les fibrilles amyloïdes sont des dépôts de protéines dans le corps qui se réunissent pour former des fibres microscopiques. Leur formation a été liée à de nombreuses maladies humaines graves, notamment la maladie d'Alzheimer, Parkinson et diabète de type 2.

Jusqu'à aujourd'hui, les scientifiques ont été incapables de mesurer de manière fiable la vitesse de croissance des fibrilles, car il n'y a pas eu d'outils qui pourraient mesurer directement le taux de croissance en solution. Cependant, des chercheurs de l'Université de Bath au Royaume-Uni et de la source ISIS Neutron and Muon ont maintenant inventé une technique qui fait exactement cela. Les résultats de leur étude sont publiés dans RSC Biologie Chimique .

"C'est une percée importante, car les informations sur la croissance des fibres sont essentielles pour comprendre les maladies associées aux fibrilles amyloïdes, " a déclaré le Dr Adam Squires du département de chimie de Bath, et co-auteur de l'étude. "Savoir ce qui fait que ces fibres poussent plus vite ou plus lentement, ou s'ils se cassent et qu'est-ce qui les fait casser - en d'autres termes, comprendre ces fibres au niveau moléculaire pourrait éventuellement avoir des implications pour les chercheurs à la recherche de traitements pour ces maladies graves. »

Il a ajouté :« Cette nouvelle technique aidera également les scientifiques à étudier les rôles non médicaux du repliement et de l'auto-assemblage des protéines, par exemple, dans des processus biologiques tels que l'hérédité chez la levure, ou pour la recherche de nouveaux nanomatériaux.

Pourquoi le taux de croissance est mieux mesuré en solution

La plupart des techniques expérimentales de mesure de la croissance des fibrilles en solution ne mesurent que la vitesse à laquelle les protéines se transforment globalement en fibrilles, pas la longueur de chaque fibrille ni sa vitesse de croissance. D'autres techniques mesurent une seule fibrille attachée à une surface telle que le verre ou le mica. Ces conditions ne reflètent pas le processus biologique réel, qui se produit en solution.

Les chercheurs de la nouvelle étude ont utilisé la diffusion de neutrons aux petits angles (SANS) pour étudier le taux de croissance et la longueur des fibrilles amyloïdes lorsqu'elles s'assemblaient en solution. En utilisant les façons uniques dont les neutrons interagissent avec l'hydrogène et son isotope deutérium, les chercheurs ont pu utiliser « l'appariement de contraste » pour rendre toutes les fibrilles invisibles aux neutrons, à l'exception des pointes en croissance. À l'aide de l'instrument SANS2D de l'installation neutronique ISIS, ils ont vu ces conseils devenir plus longs en temps réel. Cela a donné une mesure directe du taux de croissance, ce qui n'avait jamais été fait auparavant.

Les résultats du taux de croissance de cette étude s'alignent sur les valeurs estimées à partir d'autres méthodes, indiquant que SANS est un outil approprié pour mesurer la croissance des fibrilles amyloïdes.

La technique a également permis aux chercheurs de mesurer le nombre d'extrémités de fibrilles présentes dans un échantillon donné. Cette information leur a dit combien de fibres séparées poussaient, et la longueur de chacun. La fragilité des fibrilles de différentes protéines, et combien de fois ils se brisent en fragments plus courts exposant plus d'extrémités en croissance, est un élément clé du puzzle pour comprendre la propagation de la maladie des fibrilles.

Le chercheur principal, le Dr Ben Eves, a réalisé les expériences à Bath dans le cadre de sa bourse d'études ISIS Facility Development.

"Je suis ravi du succès de cette méthode, " a-t-il dit. " Développer cette technique a été une expérience vraiment incroyable. Comprendre la croissance des fibrilles amyloïdes est fondamental pour comprendre leur pathogénicité, propriétés biologiques et technologiques.

Il a ajouté :« À l'avenir, Je pense que cette technique pourrait être utilisée pour étudier l'effet de différents facteurs qui affectent le taux de croissance des fibrilles amyloïdes, ainsi que de mesurer l'impact des molécules thérapeutiques (les éléments constitutifs des médicaments) conçues pour ralentir ou empêcher la croissance des fibrilles amyloïdes. »