Des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST) ont développé une méthode innovante pour visualiser jusqu'à des dizaines de protéines différentes simultanément dans la même cellule. Cette technologie pourrait aider les scientifiques à élucider les interactions complexes entre les protéines impliquées dans les maladies dégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, approfondir la compréhension de leurs mécanismes et permettre une détection et un traitement précoces.

Les maladies dégénératives telles que la maladie d'Alzheimer impliquent souvent des interactions complexes entre plusieurs protéines et d'autres biomolécules. Comprendre ces interactions à l'aide des technologies d'imagerie existantes est difficile en raison d'une résolution insuffisante et de l'impossibilité de détecter simultanément de nombreuses protéines différentes.

Dans une étude interdisciplinaire récente, une équipe de recherche dirigée par les professeurs Dae Won Moon et Su-Il In de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk a développé une approche innovante qui étend les applications de la spectrométrie de masse à ions secondaires de son objectif initial dans l'industrie des semi-conducteurs au domaine de l'imagerie biomédicale. La spectrométrie de masse à ions secondaires permet aux chercheurs d'analyser la composition des surfaces et offre une très haute résolution. L'utilisation de cette technologie pour imager les protéines était impossible jusqu'à présent.

Dans cette nouvelle approche, différentes nanoparticules d'oxyde métallique sont attachées individuellement à des anticorps qui se lient à des protéines cibles spécifiques. Le spectromètre de masse peut facilement détecter ces nanoparticules même à de faibles doses d'irradiation, qui laisse le tissu cellulaire intact et permet de multiples analyses sur les mêmes cellules. Par cette approche, il est théoriquement possible d'analyser des dizaines de protéines simultanément. Cela surpasse largement les approches existantes basées sur la fluorescence, qui permettent l'imagerie simultanée d'environ quatre protéines.

Les chercheurs ont utilisé leur méthode pour comparer la distribution des protéines dans le tissu cérébral de souris en bonne santé ou atteintes de la maladie d'Alzheimer. Ils ont montré que des informations précieuses pouvaient être obtenues en observant les distributions de protéines multiplex dans l'hippocampe et ont démontré comment celles-ci différaient entre les souris saines et malades.

Pour atteindre ces résultats, il a fallu combiner les connaissances de nombreuses disciplines. Le professeur Moon dit, "Pour moi, un point culminant de ce travail est la collaboration de nombreux chercheurs d'horizons différents, comme les chimistes, experts en nanoparticules, médecins, et biologistes. Ce n'était pas facile et a pris beaucoup de temps, mais c'était excitant de voir les progrès. Nous pouvons maintenant visualiser plusieurs protéines sur les membranes cellulaires avec une résolution spatiale de 300 nanomètres."

Il s'attend à ce que cette nouvelle approche d'imagerie devienne un outil important pour approfondir notre compréhension des maladies dégénératives. "La technique proposée pourrait être utilisée pour comprendre les premiers stades de la maladie d'Alzheimer, permettant à son tour une détection et un traitement précoces, " il dit.