Les accumulations anormales de protéines caractérisent un large éventail de pathologies. Le laboratoire Switch, affilié au VIB et à la KU Leuven, a développé un algorithme innovant pour mieux comprendre et prédire la formation des amyloïdes.
Selon l'Organisation mondiale de la santé, les "maladies amyloïdes" représentent la troisième cause de décès mondial, avec une prévalence en hausse due au vieillissement. Incurables pour la plupart en raison de notre compréhension limitée du rôle des agrégats protéiques, ces affections font l'objet d'une avancée majeure du laboratoire Switch.
Les amyloïdes, agrégats fibrillaires de protéines, sont impliqués dans de nombreuses maladies "contemporaines" liées au vieillissement : Alzheimer, Parkinson, diabète de type 2, athérosclérose ou certains cancers.
Cependant, les amyloïdes ne sont pas uniquement pathogènes ; ils jouent aussi des rôles bénéfiques, comme dans la production de pigments, la fécondation ou la formation de biofilms bactériens.
Les amyloïdes résultent de l'agrégation via des segments protéiques "collants" ou sensibles à l'agrégation. Une mauvaise conformation protéique expose ces régions, initiant la formation de fibrilles. Cette complexité rend ardue l'identification de motifs prédictifs.
Les progrès en microscopie cryo-électronique et diffraction de microcristaux ont permis de structurer plus de 80 fibrilles amyloïdes, complétés par plus de 1 000 séquences "collantes" décrites ces 20 dernières années.
Ces données ont inspiré le développement de Cordax, un algorithme d'apprentissage automatique – du nom d'une danse grecque antique – capable de détecter précisément les zones agrégantes et de prédire les structures amyloïdes dans des séquences inconnues.
Appliqué à plus de 30 protéines amyloïdogènes principales, Cordax a identifié plus de 80 nouvelles régions agrégantes potentiellement clés. Celles-ci s'avèrent souvent exposées en surface, même sans mauvais repliement, augmentant les risques d'agrégation.
Une cartographie exhaustive des segments connus révèle des motifs communs, y compris pour des amyloïdes "utiles" en nanomatériaux.
Cette approche est publiée dans Nature Communications et accessible en ligne via https://cordax.switchlab.org.
Prévenir l'agrégation de ces régions pourrait révolutionner le traitement des maladies amyloïdes. Le laboratoire Switch s'engage à exploiter ces découvertes pour de nouvelles thérapies et matériaux bionano.
[]