Etude des mécanismes de transport cellulaire de molécules à visée diagnostique de la maladie d'Alzheimer : implication dans le passage de ces molécules à travers la barrière hémato-encéphalique

Study of the mechanism of cellular transport of diagnostic molecules of Alzheimer's disease : implications for blood brain barrier crosing

• Auteur / Autrice : Nacira Darghal
• Direction : Milena Salerno Phillips
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladie d'Alzheimer

Protéine amyloïde bêta

Neurosciences

Résumé

La maladie d’Alzheimer est la première cause de démence, elle est caractérisée, entre autres, par la formation de dépôts amyloïdes, dans le cortex cérébral. Cette maladie implique des changements morphologiques du cerveau, qui peuvent être détectés en utilisant des techniques d’imagerie à l’aide de molécules marqueurs. Cependant, cette détection reste difficile de par la perméabilité restreinte de la barrière hémato-encéphalique (BHE), vis-à-vis de molécules diagnostiques. La perméabilité moindre de la BHE implique des protéines telle que la P-gp et la MRP1. Ce travail consiste en l’étude des mécanismes de transport dans des modèles cellulaires, surexprimant ces protéines, d’une part de molécules marqueurs des dépôts amyloïdes telle que la Thioflavine T (ThT) et d’autre part des agents de contraste utilisables en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Ceci dans le but de comprendre cette perméabilité restreinte de la BHE et d’orienter la synthèse de nouvelles molécules capables de franchir cette barrière. Les résultats obtenus ont montré que deux facteurs sont impliqués dans le faible passage de la ThT à travers la BHE: i) sa faible lipophilie, ii) et sa prise en charge par la protéine P-gp. Par ailleurs, notre étude suggère que des complexes de lanthanides, modèles d’agents de contraste, sont capables de traverser la membrane plasmique, de s'accumuler dans les cellules et ne sont pas efflués par la P-gp, majeur obstacle devant le passage à travers la BHE. Nous avons, aussi, étudié la capacité d’une nouvelle série de dérivés de vérapamil à inhiber la P-gp. Certains dérivés ont montré, une grande efficacité d’inhibition de cette pompe. Ces dérivés pourraient être utilisés aussi bien pour la réversion du phénomène de la résistance aux antimoraux que pour augmenter le passage cérébral de molécules diagnostiques ou thérapeutiques, notamment dans le cas de la maladie d’Alzheimer.

Alzheimer’s disease is the most common cause of dementia in the elderly. One of the characteristic lesions in Alzheimer’s disease is senile plaques formed with Aβ deposits. Detection of these lesions using imaging techniques with markers of amyloid deposits and contrast agents would provide an excellent approach for early diagnosis. The lack of such early detection in vivo is attributed to the poor passage through the blood–brain barrier (BBB) of molecules able to detect the amyloid plaques within the brain. ABC-transporters expressed in the BBB such as P-glycoprotein (P-gp) and multidrug resistance-associated proteins (MRP1) are involved in the low permeability of the BBB. The aim of this work was to understand the mechanism of transport of molecules that target β-amyloid deposits and MRI molecular neuroimaging agents (CAs) in cellular models. This results should help understand the factors that limit BBB passage. For this purpose we have used cellular models overexpressing P-gp or MRP1, two proteins overexpressed in the BBB. Our results showed that two factors are involved in the low brain accumulation of ThT: i) its low lipophilicity and ii) ThT is a Pgp substrat. Then, our results suggest that lanthanide complexes, models of Cas, can be incorporated into cells. The important point is that those complexes are not P-gp substrates, which is one of the major obstacles to crossing the BBB. We have also studied the ability of a new series of verapamil derivatives having a N,N- bis(cyclohexanol)amine scaffold to inhibe P-gp. These compounds show improved potency and efficacy. Therefore, these very interesting compounds can be a very useful lead for the development of clinically useful MDR modulators. They could be used to increase drug penetration to BBB, particularly in the case of Alzheimer's disease.