Taylor dispersion analysis : a powerful size-based characterization technique for monitoring the aggregation of β-amyloid peptides

Analyse de dispersion de Taylor : une puissante technique de caractérisation basée sur la taille pour le suivi de l'agrégation des peptides β-amyloïdes La maladie d'Alzheimer (MA) est l'un des principaux défis de santé publique du 21ème siècle et son développement repose sur l'hypothèse amyloïde qui stipule que la formation extracellulaire de plaques amyloïdes et l'accumulation intracellulaire d'enchevêtrements neurofibrillaires Tau (NFTs) sont causées par l'agrégation de peptides β-amyloïdes (Aβ). Plusieurs techniques biophysiques ont été employées pour étudier le processus d'agrégation des peptides Aβ, comme le dosage de la thioflavine T (ThT), la diffusion dynamique de la lumière (DLS), l'électrophorèse capillaire (CE), la microscopie électronique (EM) et la microscopie à force atomique (AFM), mais malgré les informations utiles qu'elles fournissent, toutes ne sont pas adaptées au suivi des premières étapes du processus agrégatif. L'objectif principal de cette thèse et d’évaluer l'analyse de dispersion de Taylor (TDA) pour le suivi des mécanismes d'agrégation des peptides Aβ. Le TDA est une technique moderne qui permet de déterminer le rayon hydrodynamique et de quantifier des espèces en solution pour des objets moléculaires dont la tailles est comprise entre 0,1 nm et centaines de nm. Jusqu'à présent, la TDA n'a pas encore été employée pour un suivi en temps réel de l'agrégation des peptides Aβ. La TDA a révélé que le processus d'agrégation des isoformes Aβ(1-40) et Aβ(1-42) se produit selon des mécanismes distincts. Ces résultats ont été corrélés avec le test ThT et la DLS. La co-agrégation des mélanges Aβ(1-40):Aβ(1-42) a aussi été explorée conjointement par TDA et AFM, mettant en évidence l'influence de la composition du mélange sur la cinétique et la formation d'espèces oligomériques potentiellement toxiques. Enfin, le processus d'agrégation des peptides Aβ par TDA a été réalisé à l'aide d'une détection simultanée UV-LIF utilisant des peptides fluorescents marqués FITC. Cette étude a démontré que les voies d'agrégation des peptides Aβ natifs sont modifiées par la présence du fluorophore. En conclusion, la TDA permet une spéciation des espèces solubles (monomères, oligomères, protofibriles) lors de l'agrégation des peptides Aβ, ce qui apporte des informations très précises sur le mécanisme d’agrégation.Mots-clés: Maladie d'Alzheimer ; peptides β-amyloïdes ; analyse de dispersion de Taylor ; études d'agrégation ; microscopie à force atomique ; ThT assay; diffusion dynamique de la lumière.