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Capteur : détection précoce de la maladie d'Alzheimer jusqu'à 17 ans à l'avance

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La maladie d'Alzheimer est un trouble de la démence qui évolue sans symptômes pendant 15 à 20 ans avant l'apparition des premiers symptômes cliniques. À l'aide d'un capteur immuno-infrarouge mis au point à Bochum, une équipe de recherche est en mesure d'identifier les signes de la maladie d'Alzheimer dans le sang jusqu'à 17 ans avant l'apparition des premiers symptômes cliniques.

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Le capteur détecte le mauvais repliement de la protéine biomarqueur amyloïde-bêta. À mesure que la maladie progresse, ce mauvais repliement provoque des dépôts caractéristiques dans le cerveau, appelés plaques.

"Notre objectif est de déterminer, à l'aide d'une simple analyse de sang, le risque de développer une démence d'Alzheimer à un stade ultérieur, avant même que les plaques toxiques ne se forment dans le cerveau, afin qu'une thérapie puisse être mise en place à temps", explique le professeur Klaus Gerwert, directeur fondateur du Centre de diagnostic des protéines (PRODI) de l'université de la Ruhr à Bochum. Pour cette étude, son équipe a coopéré avec un groupe du Centre allemand de recherche sur le cancer de Heidelberg (DKFZ) dirigé par le professeur Hermann Brenner.

L'équipe a publié les résultats obtenus avec le capteur immuno-infrarouge dans la revue Alzheimer's & Dementia : The Journal of the Alzheimer's Association. Cette étude est étayée par une étude comparative publiée dans la même revue, dans laquelle les chercheurs ont utilisé la technologie complémentaire SIMOA (single-molecule array).

Les chercheurs ont analysé le plasma sanguin des participants à l'étude ESTHER menée en Sarre à la recherche de biomarqueurs potentiels de la maladie d'Alzheimer. Les échantillons de sang avaient été prélevés entre 2000 et 2002, puis congelés. À l'époque, les participants avaient entre 50 et 75 ans et n'avaient pas encore reçu de diagnostic de la maladie d'Alzheimer. Pour l'étude actuelle, 68 participants ayant reçu un diagnostic de maladie d'Alzheimer au cours des 17 années de suivi ont été sélectionnés et comparés à 240 sujets témoins n'ayant pas reçu un tel diagnostic. L'équipe dirigée par Klaus Gerwert et Hermann Brenner a cherché à savoir si des signes de la maladie d'Alzheimer pouvaient déjà être décelés dans les échantillons de sang au début de l'étude.

Le capteur immuno-infrarouge a permis d'identifier avec une grande précision les 68 sujets qui ont développé ultérieurement la maladie d'Alzheimer. À titre de comparaison, les chercheurs ont examiné d'autres biomarqueurs à l'aide de la technologie complémentaire et très sensible SIMOA - en particulier le biomarqueur P-tau181, qui est actuellement proposé comme candidat biomarqueur prometteur dans diverses études. "Contrairement à la phase clinique, cependant, ce marqueur n'est pas adapté à la phase précoce sans symptômes de la maladie d'Alzheimer", comme le résume Klaus Gerwert des résultats de l'étude comparative. "De manière surprenante, nous avons constaté que la concentration de la protéine des fibres gliales (GFAP) peut indiquer la maladie jusqu'à 17 ans avant la phase clinique, même si elle le fait de manière beaucoup moins précise que le capteur immuno-infrarouge." Néanmoins, en combinant le mauvais repliement de la bêta-amyloïde et la concentration de la GFAP, les chercheurs ont pu augmenter encore la précision du test au stade sans symptômes.

Les chercheurs de Bochum espèrent qu'un diagnostic précoce basé sur le mauvais repliement de la bêta-amyloïde pourrait aider à appliquer les médicaments contre la maladie d'Alzheimer à un stade si précoce qu'ils auraient un effet nettement meilleur - par exemple, le médicament Aduhelm, qui a récemment été approuvé aux États-Unis. "Nous prévoyons d'utiliser le test de mauvais pliage pour établir une méthode de dépistage chez les personnes âgées et déterminer leur risque de développer une démence d'Alzheimer", déclare Klaus Gerwert. "La vision de notre start-up nouvellement fondée, betaSENSE, est que la maladie puisse être stoppée à un stade sans symptômes avant que des dommages irréversibles ne se produisent." Même si le capteur est encore en phase de développement, l'invention a déjà été brevetée dans le monde entier. BetaSENSE a pour objectif de commercialiser le capteur immuno-infrarouge et de le faire approuver comme dispositif de diagnostic afin qu'il puisse être utilisé dans les laboratoires cliniques.

Approuvé par la FDA aux États-Unis au printemps 2021, le médicament Aduhelm s'est révélé capable d'éliminer les plaques de bêta-amyloïde du cerveau. Cependant, des études antérieures ont montré qu'il n'avait qu'un effet mineur sur les symptômes cliniques tels que la perte de mémoire et la désorientation. Par conséquent, l'Agence européenne des médicaments a décidé à l'hiver 2021 de ne pas approuver le médicament en Europe. "Jusqu'à présent, les essais cliniques pour les médicaments contre la maladie d'Alzheimer ont échoué par dizaines, apparemment parce que les tests de plaque établis utilisés dans les essais ne signalent pas la maladie à temps", explique Gerwert. "Il semble qu'une fois que les plaques se sont déposées, elles induisent des dommages irréversibles dans le cerveau" Dans les tests utilisés à ce jour, les plaques sont soit détectées directement dans le cerveau à l'aide de la technologie complexe et coûteuse de la tomographie par émission de positons (TEP), soit déterminées indirectement, de manière moins complexe, à l'aide des concentrations de biomarqueurs protéiques dans le liquide céphalorachidien obtenu de manière invasive à l'aide de la technologie ELISA ou de la spectrométrie de masse. Contrairement aux diagnostics de plaque établis, le capteur immuno-infrarouge indique le mauvais repliement précoce de la bêta-amyloïde, qui provoque le dépôt ultérieur de la plaque. "Cependant, la question de savoir si ce mauvais repliement est la cause de la maladie d'Alzheimer ou s'il s'agit simplement d'un facteur d'accompagnement reste controversée", souligne M. Gerwert. "Pour l'approche thérapeutique, cette question est cruciale, mais elle n'est pas pertinente pour le diagnostic. Le mauvais repliement indique le début de la maladie d'Alzheimer."

"Le moment exact de l'intervention thérapeutique deviendra encore plus important à l'avenir", prédit Léon Beyer, premier auteur et doctorant dans l'équipe de Klaus Gerwert. "Le succès des futurs essais de médicaments dépendra du fait que les participants à l'étude soient correctement caractérisés et ne présentent pas encore de dommages irréversibles au moment de leur entrée dans l'étude."