Publié le 2024-02-29 14:35:00. Des chercheurs de l’université Rice ont mis au point une nouvelle méthode pour affiner la détection de l’activité cérébrale grâce à des biomarqueurs présents dans le sang, ouvrant la voie à un diagnostic plus précis et moins invasif des maladies neurologiques.
- Une nouvelle technique permet de « réinitialiser » les biomarqueurs d’activité cérébrale dans le sang, améliorant ainsi la précision des tests.
- Cette approche pourrait permettre de détecter des changements subtils dans l’activité génétique du cerveau, auparavant indétectables.
- Les applications potentielles s’étendent au-delà de la neurologie, avec des perspectives de diagnostic de tumeurs ou de maladies pulmonaires.
Le suivi de l’activité des gènes dans le cerveau est crucial pour comprendre les mécanismes de nombreuses maladies neurologiques. Cependant, les méthodes actuelles de surveillance sont souvent invasives ou manquent de sensibilité pour détecter les variations subtiles au fil du temps. Une alternative prometteuse réside dans l’utilisation de marqueurs d’activité libérés (MAR), de petites protéines produites par des cellules cérébrales spécifiques et détectables dans le sang par une simple analyse.
Ces MAR, bien que sensibles, persistent longtemps dans la circulation sanguine, ce qui peut masquer les changements récents dans l’activité cérébrale. Pour pallier ce problème, des bio-ingénieurs de l’université Rice ont développé un système permettant de rendre ces marqueurs plus réactifs et de supprimer le signal de fond. Leur innovation, décrite dans une étude parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, repose sur un marqueur effaçable qui peut être découpé par une enzyme agissant comme des « ciseaux moléculaires ». Une fois clivé, le signal précédent disparaît, permettant une nouvelle mesure.
« L’avancée majeure ici est une nouvelle façon de concevoir les biomarqueurs sériques : nous pouvons désormais les modifier dans le sang en fonction de nos besoins »,
Jerzy Szablowski, professeur adjoint de bio-ingénierie à Rice et auteur correspondant de l’étude.
Selon le professeur Szablowski, ce concept ouvre de nombreuses perspectives, allant de l’augmentation de la durée de vie des marqueurs pour une meilleure détection à leur effacement pour supprimer le bruit de fond et améliorer la résolution temporelle. Actuellement, les marqueurs sont généralement analysés tels quels, ce qui limite leur potentiel.
Des tests sur des modèles animaux ont démontré qu’une seule injection de l’enzyme de clivage élimine environ 90 % du signal de fond des MAR en seulement trente minutes. Cette « réinitialisation » a permis de détecter des changements subtils dans l’expression des gènes qui étaient auparavant invisibles. Les chercheurs ont également montré qu’ils pouvaient répéter ce processus et mesurer la vitesse de réapparition du marqueur, offrant ainsi une image plus précise de l’évolution de l’activité génétique au fil du temps.
Cette approche pourrait permettre aux médecins de détecter plus rapidement et avec plus de précision les problèmes neurologiques ou de suivre l’efficacité d’un traitement, grâce à des tests sanguins simples et peu invasifs.
« Nous avons introduit une modification qui rend les MAR sensibles à une protéase ciblée – une enzyme capable de les diviser en deux »,
Shirin Nouraein, étudiante diplômée du programme de biologie systémique, synthétique et physique de Rice et co-première auteure de l’étude.
En séparant la partie du marqueur qui fournit le signal de celle qui assure sa persistance dans le sang, l’équipe a réussi à éliminer le signal de fond en quelques minutes et à observer une augmentation significative des variations du signal lors du suivi de l’expression des gènes dans le cerveau.
Les implications de cette recherche dépassent le domaine de la neurologie. Si les marqueurs peuvent être modifiés à l’intérieur du corps, leur comportement peut être adapté à de nombreuses applications diagnostiques, notamment la détection de tumeurs ou de maladies pulmonaires par l’analyse d’échantillons d’urine.
Ce projet s’inscrit dans la stratégie de l’université Rice de promouvoir la recherche sur le cerveau et soutient la mission du Rice Brain Institute, récemment créé pour accélérer le développement de technologies permettant de mieux comprendre et traiter les troubles cérébraux.
La recherche a été financée par les National Institutes of Health (https://www.nih.gov/) (DP2EB035905) et la National Science Foundation (https://www.nsf.gov/) (1842494). Le contenu de ce communiqué de presse relève de la seule responsabilité de ses auteurs et ne reflète pas nécessairement les opinions des organismes de financement.
