Le temps est un enjeu crucial pour les scientifiques qui travaillent sur la maladie d’Alzheimer. Pour trouver des traitements efficaces, il faut réaliser des essais, mais il faut parfois des années pour obtenir des résultats. Une équipe du Mass General Brigham, à Boston, en collaboration avec des chercheurs du Beth Israel Deaconess Medical Center, situé dans la même ville, ont mis au point une technique pour étudier les effets d’une dizaine d’années de maladie en seulement quelques semaines. Dans la revue Neuron, ils expliquent avoir testé leur modèle, avec succès, grâce à l’intelligence artificielle.
Six semaines de culture cellulaire pour reproduire dix ans de maladie d'Alzheimer
Cette modélisation cellulaire, surnommée "Alzheimer in a dish", soit "Alzheimer dans une boîte de Petri", a été créée il y a une dizaine d’années. "Le modèle utilise des cultures de cellules cérébrales matures suspendues dans un gel pour reproduire ce qui se passe dans le cerveau humain sur 10 à 13 ans, en seulement six semaines", expliquent ces chercheurs dans un communiqué.
Dans cette nouvelle étude, ils démontrent que la technique est efficace pour produire des changements identiques à ceux que provoque la maladie. Ils ont créé un algorithme pour évaluer dans quelle mesure ces modèles de la maladie d’Alzheimer imitent les modifications des fonctions et expressions génétiques observées dans le cerveau des patients.
Un algorithme pour tester le modèle cellulaire de la maladie d'Alzheimer
Pour tester l’efficacité et l’intérêt de ce modèle cellulaire, l’équipe de recherche a développé une "plateforme d’analyse de l’activité des voies intégratives" (IPAA), soit un système algorithmique. Elle est capable de déterminer quels modèles reproduisent le plus fidèlement les changements fonctionnels observés dans la maladie d’Alzheimer et d’identifier les voies les plus pertinentes pour la découverte de médicaments. Les chercheurs ont identifié 83 voies dysrégulées présentes dans les différents échantillons cérébraux de patients décédés atteints de la maladie d’Alzheimer et dans les modèles cellulaires 3D qu’ils ont créés. Cet essai leur a permis de prouver que ces derniers imitent avec précision la biologie cérébrale observée chez les patients humains.
Maladie d'Alzheimer : une technique efficace pour trouver de nouveaux traitements
Pendant l’étude de ces différentes voies, les scientifiques ont approfondi leurs travaux sur l’une d’elle : la protéine kinase activée par les mitogènes p38 (MAPK). Ils l’ont utilisée pour tester des médicaments. L’équipe a découvert qu'un inhibiteur clinique de la protéine kinase p38, qui n'a pas encore été testé chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, est très efficace pour réduire la pathologie de la maladie d'Alzheimer en boîte de Pétri. Grâce au modèle cellulaire, ils pourraient approfondir leurs recherches en ce sens. "La capacité de la plateforme à identifier des cibles médicamenteuses prometteuses, combinée à la vitesse et à l'évolutivité du modèle de la maladie d'Alzheimer en boîte de Pétri, permet de tester simultanément plusieurs médicaments pour identifier des thérapies potentielles", préviennent-ils. Pour le co-auteur principal Doo Yeon Kim, du département de neurologie du Massachusetts General Hospital (MGH), ces travaux démontrent que le modèle, associé à l’algorithme, peut "accélérer la découverte de médicaments".