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Des images spectaculaires d’une molécule qui fait la navette entre les oméga-3 et le cerveau pourraient ouvrir la voie à l’administration de traitements neurologiques dans le cerveau.

Des oméga-3

« Nous avons réussi à obtenir une structure tridimensionnelle de la protéine de transport qui constitue une passerelle permettant aux oméga-3 de pénétrer dans le cerveau. Dans cette structure, nous pouvons voir comment les oméga-3 se lient au transporteur. Cette information pourrait permettre de concevoir des médicaments qui imitent les oméga-3 pour détourner ce système et pénétrer dans le cerveau », explique la première auteure de cette étude, Rosemary J. Cater, membre de la Simons Society dans le laboratoire Mancia.

Les nutriments essentiels comme les oméga-3 ont besoin de l’aide de protéines transporteuses spécialisées qui les reconnaissent spécifiquement et leur font traverser la barrière hémato-encéphalique. « Les transporteurs sont comme les videurs d’un club, qui ne laissent entrer que les molécules ayant reçu une invitation ou un laissez-passer pour les coulisses », explique M. Cater.

Le transporteur – ou videur – qui laisse entrer les oméga-3 s’appelle MFSD2A et fait l’objet des recherches de M. Cater. « Comprendre à quoi ressemble le MFSD2A et comment il fait passer les oméga-3 à travers la barrière hémato-encéphalique peut nous fournir les informations dont nous avons besoin pour concevoir des médicaments capables de tromper ce videur et d’obtenir des laissez-passer. »

La microscopie cryo-électronique à particule unique

Pour visualiser la MFSD2A, Cater a utilisé une technique appelée microscopie cryo-électronique à particule unique. « La beauté de cette technique est que nous sommes capables de voir la forme du transporteur avec des détails allant jusqu’à une fraction de milliardième de mètre », explique Filippo Mancia, professeur associé de physiologie. « Ces informations sont essentielles pour comprendre le fonctionnement du transporteur au niveau moléculaire ».

Pour l’analyse cryo-EM, les molécules de protéines sont suspendues dans une fine couche de glace sous un microscope électronique. De puissantes caméras prennent des millions de photos des protéines sous d’innombrables angles, qui peuvent ensuite être assemblées pour construire une carte en 3D. À partir de cette carte, les chercheurs peuvent construire un modèle 3D de la protéine, en mettant chaque atome à sa place. « Cela me fait penser à la résolution d’un puzzle », explique M. Mancia.

« La MFSD2A a une forme de bol et que les oméga-3 se lient à un côté spécifique de ce bol », explique Cater. « Le bol est à l’envers et fait face à l’intérieur de la cellule, mais il ne s’agit que d’un seul cliché 3D de la protéine qui, dans la réalité, doit se déplacer pour transporter les oméga-3. Pour comprendre exactement comment elle fonctionne, nous avons besoin de plusieurs instantanés différents ou, mieux encore, d’un film du transporteur en mouvement. »

Étudier comment ce transporteur reconnaît d’abord les oméga-3

L’équipe étudie maintenant comment ce transporteur reconnaît d’abord les oméga-3 dans la circulation sanguine. « Mais notre étude nous a déjà donné un aperçu extraordinaire de la manière dont la MFSD2A achemine les oméga-3 vers le cerveau, et nous sommes vraiment impatients de voir où nos résultats nous mèneront », déclare Cater.

Cette recherche a été publiée dans Nature.

Source : Columbia University Irving Medical Center
Crédit photo : StockPhotoSecrets