Des chercheurs de l’Institut Beckman pour les sciences et technologies avancées utiliseront une combinaison unique de techniques d’imagerie pour étudier la maladie d’Alzheimer à une échelle qui n’a jamais été réalisée auparavant.
Jonathan Sweedlerprofesseur de sciences biomédicales et translationnelles au Carle Illinois College of Medicine et professeur de chimie, et Fan Lam, professeur adjoint de sciences biomédicales et translationnelles au CI MED et professeur de bioingénierie, collaboreront sur le projet de cinq ans visant à combiner magnétique l’imagerie par résonance et l’imagerie par spectrométrie de masse pour capturer une large gamme d’images dans un modèle animal de la maladie d’Alzheimer. Leur recherche est soutenue par une subvention de 3 millions de dollars du National Institute on Aging des National Institutes of Health.
L’un des principaux objectifs est de comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer en fonction de l’âge et du stade de la maladie.
“Même s’il existe une prédisposition génétique à la maladie d’Alzheimer, de nombreuses personnes ne finissent pas avec”, a déclaré Sweedler. « Et de nombreuses personnes qui n’ont pas de prédisposition génétique finissent par avoir la maladie d’Alzheimer. Il y a de plus en plus de preuves que les signatures au niveau moléculaire peuvent suggérer que quelqu’un développera la maladie d’Alzheimer, des décennies avant que quoi que ce soit ne soit fonctionnellement observable.
Bien que la maladie d’Alzheimer ait fait l’objet d’études approfondies, les subtilités de ses causes et de son influence héréditaire restent inconnues. Pour cette raison, les chercheurs recherchent des facteurs qui peuvent avoir été manqués. Ils veulent savoir ce qui diffère chimiquement entre un cerveau vieillissant normal et un cerveau vieillissant se dirigeant vers la maladie d’Alzheimer.
“Il existe des preuves que certaines populations de neurones sont particulièrement vulnérables, et nous voulons savoir pourquoi”, a déclaré Sweedler. “Savoir qu’une population spécifique de neurones est en train de mourir est une chose, mais si nous pouvons comprendre chimiquement ce qui change, alors d’autres peuvent concevoir une intervention pour empêcher cela.”
Pour obtenir des informations chimiques étendues sur le modèle murin d’un cerveau atteint de la maladie d’Alzheimer, le duo utilisera une combinaison unique de techniques d’imagerie IRM et MSI.
“Avec la plupart des approches d’imagerie, vous devez savoir ce que vous regardez”, a déclaré Sweedler. « Vous choisissez une molécule et dites : ‘Où est-elle, combien y en a-t-elle et quelle est sa forme chimique précise ?’ Notre approche est différente car la combinaison de l’IRM et du MSI n’a pas cette exigence. Nous jetons un large filet et disons : « Qu’y a-t-il ? et nous le faisons à une échelle spatiale qui n’a jamais été faite auparavant, des images d’une seule cellule aux cerveaux entiers.
Parce que le tissu échantillonné en MSI est extrait, il est capable de cartographier des centaines voire des milliers de molécules. Ces informations chimiques détaillées permettent aux chercheurs de réduire les hypothèses formulées à l’égard de la maladie, ce qui leur permet de procéder avec une approche plus impartiale.
L’IRM est totalement non invasive et fournit une référence du cerveau entier pour reconstruire et révéler des organisations spatiales uniques de molécules à différents stades de la maladie d’Alzheimer.
La combinaison des deux techniques joue sur les points forts des deux modalités d’imagerie.
“Si nous pouvons établir des liens entre les informations fournies par MSI au niveau biochimique et les changements macroscopiques observables en IRM, nous pouvons potentiellement fournir une base à l’interprétation au niveau moléculaire de l’IRM”, a déclaré Lam. “Vous imaginez une personne, puis en voyant quelque chose, vous pouvez peut-être déduire ce qui se passe en dessous.”
Les chercheurs, qui se sont initialement connectés par l’intermédiaire de l’étudiant diplômé Yuxuan Richard Xie, ont été encouragés dans leur collaboration par l’Institut Beckman.
“Nous pouvons toujours parler de grandes idées, mais nous avons vraiment besoin d’étudiants exceptionnels pour servir de pont entre différents groupes afin de concrétiser les choses”, a déclaré Lam.
Lam et Sweedler sont également ravis de collaborer avec Orly Lazarov, professeur d’anatomie et de biologie cellulaire à l’Université de l’Illinois à Chicago College of Medicine, qui apporte une expertise approfondie sur les processus moléculaires et cellulaires sous-jacents à la cognition et au dysfonctionnement cognitif dans la maladie d’Alzheimer.
“Nous sommes impatients de travailler en permanence ensemble et avec d’autres collaborateurs de Beckman pour faire avancer cette direction et poursuivre d’autres objectifs de recherche à long terme au-delà de la limite de temps de cette subvention”, a déclaré Lam. “La subvention prendra fin, mais notre collaboration se poursuivra.”
Notes de l’éditeur : La recherche rapportée dans ce communiqué de presse a été soutenue par le National Institute on Aging des National Institutes of Health sous le numéro de prix R01AG078797. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.
La version originale de cet article de Jenna Kurtzweil de l’Institut Beckman est disponible ici.