Les maladies neurodégénératives, notamment la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington, touchent des millions de personnes aux États-Unis, et le coût des soins aux personnes atteintes de ces maladies s'élève à des centaines de milliards de dollars chaque année.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université du Texas à El Paso ont peut-être trouvé une solution dans le marc de café usagé, un matériau qui est jeté chaque jour dans les foyers et les entreprises du monde entier.

Une équipe dirigée par Jyotish Kumar, doctorant au Département de chimie et de biochimie, et supervisée par Mahesh Narayan, Ph.D., professeur et membre de la Royal Society of Chemistry dans le même département, a découvert que l'acide caféique était à base d'acide caféique. Les points quantiques de carbone (CACQD), qui peuvent être dérivés du marc de café usé, ont le potentiel de protéger les cellules cérébrales des dommages causés par plusieurs maladies neurodégénératives, si la maladie est déclenchée par des facteurs tels que l'obésité, l'âge et l'exposition aux pesticides et autres. produits chimiques toxiques pour l'environnement.

Leurs travaux sont décrits dans un article publié dans la revue Environmental Research. .

"Les points quantiques de carbone à base d'acide caféique ont le potentiel de transformer le traitement des troubles neurodégénératifs", a déclaré Kumar. "C'est parce qu'aucun des traitements actuels ne résout les maladies; ils aident seulement à gérer les symptômes. Notre objectif est de trouver un remède en s'attaquant aux fondements atomiques et moléculaires qui sont à l'origine de ces maladies."

Les maladies neurodégénératives se caractérisent principalement par la perte de neurones ou de cellules cérébrales. Ils inhibent la capacité d'une personne à effectuer des fonctions de base telles que le mouvement et la parole, ainsi que des tâches plus complexes, notamment les fonctions vésicales et intestinales, ainsi que les capacités cognitives.

Les troubles, lorsqu’ils en sont à leurs débuts et qu’ils sont provoqués par des facteurs liés au mode de vie ou à l’environnement, partagent plusieurs traits. Ceux-ci incluent des niveaux élevés de radicaux libres (molécules nocives connues pour contribuer à d'autres maladies telles que le cancer, les maladies cardiaques et la perte de vision) dans le cerveau, ainsi que l'agrégation de fragments de protéines formant de l'amyloïde qui peuvent conduire à la formation de plaques ou de fibrilles dans le cerveau. le cerveau.

Kumar et ses collègues ont découvert que les CACQD étaient neuroprotecteurs lors d'expériences en éprouvettes, de lignées cellulaires et d'autres modèles de la maladie de Parkinson lorsque le trouble était provoqué par un pesticide appelé paraquat. L'équipe a observé que les CACQD étaient capables d'éliminer les radicaux libres ou de les empêcher de causer des dommages et d'inhiber l'agrégation des fragments de protéines amyloïdes sans provoquer d'effets secondaires significatifs.

L'équipe émet l'hypothèse que chez l'homme, au tout début d'une maladie telle que la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson, un traitement basé sur les CACQD peut être efficace pour prévenir une maladie grave.

"Il est essentiel de traiter ces troubles avant qu'ils n'atteignent le stade clinique", a déclaré Narayan. "À ce stade, il est probablement trop tard. Tous les traitements actuels capables de traiter les symptômes avancés des maladies neurodégénératives sont tout simplement hors de portée de la plupart des gens. Notre objectif est de trouver une solution capable de prévenir la plupart des cas de ces maladies à un moment donné. un coût gérable pour le plus grand nombre de patients possible."

L'acide caféique appartient à une famille de composés appelés polyphénols, qui sont des composés d'origine végétale connus pour leurs propriétés antioxydantes ou anti-radicaux libres. L'acide caféique est unique car il peut pénétrer la barrière hémato-encéphalique et ainsi exercer ses effets sur les cellules à l'intérieur du cerveau, a déclaré Narayan.

Le processus utilisé par l'équipe pour extraire les CACQD du marc de café usagé est considéré comme une « chimie verte », ce qui signifie qu'il est respectueux de l'environnement. Dans leur laboratoire, l'équipe « cuit » des échantillons de marc de café à 200° pendant quatre heures pour réorienter la structure carbonée de l'acide caféique et former des CACQD. L'abondance du marc de café est ce qui rend le processus à la fois économique et durable, a déclaré Narayan.

En plus de Kumar, des dizaines d'étudiants diplômés et de premier cycle de l'UTEP ont travaillé sur ce projet avec Narayan, notamment Sofia Delgado, une ancienne étudiante de premier cycle de l'UTEP qui poursuit actuellement son doctorat. à l'Université de Yale.

Narayan et Kumar ont tous deux déclaré qu'ils savaient que la ligne d'arrivée était encore loin. Mais, pour l’instant, ils avancent dans un voyage qui pourrait éventuellement mener à un médicament – ​​une pilule, peut-être – qui pourrait prévenir la grande majorité des troubles neurodégénératifs causés par des facteurs autres que la génétique.

Plus d'informations : Jyotish Kumar et al, Recarbonisation de l'acide caféique :une plateforme de chimie verte et de nanomatériaux de carbone durables pour intervenir dans la neurodégénérescence induite par des contaminants émergents, Recherche environnementale (2023). DOI :10.1016/j.envres.2023.116932

Informations sur le journal : Recherche environnementale

Fourni par l'Université du Texas à El Paso