Risque accru de maladie d’Alzheimer dû à l’exposition aux hydrocarbures aromatiques polycycliques, suggère une étude

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des composés organiques typiques présents dans la fumée de cigarette et les gaz d’échappement des véhicules. De plus, les HAP sont produits à partir de la combustion incomplète de matières organiques et de la cuisson. Les concentrations les plus élevées de HAP liés aux PM allaient de 550 ng/m3 à 39 000 ng/m3 et ont été observées dans les cuisines chinoises, les casernes de pompiers et les navires.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques peuvent se combiner avec des particules ultrafines (PUF) dans l’air pour former des HAP liés aux particules. Les PM0,1 peuvent adsorber de grandes quantités de composés organiques toxiques, et l’exposition à long terme aux PUF intérieurs provenant de la cuisson a entraîné des réponses nerveuses du cerveau humain. Des HAP ont été détectés dans le sang veineux de personnes exposées à des sous-produits de combustion dans les zones rurales de Chine à des concentrations allant jusqu’à 762 ng/mL.

Le peptide Aβ contient diverses isoformes, avec 42 acides aminés dans sa structure. Il est plus abondant dans le liquide céphalo-rachidien humain. Il a été démontré que l’exposition chronique des poissons au benzo[a]pyrène (B[a]P) a entraîné une augmentation des concentrations du peptide Aβ42 dans le cerveau, entraînant une diminution de leur comportement cognitif, de leur mémoire locomotrice et de leur activité motrice. Les oligomères Aβ peuvent contribuer au développement de la maladie d’Alzheimer (MA) en endommageant les neurones et en perturbant les signaux électrochimiques.

Hydrocarbures aromatiques polycycliques dont phénanthrène, pyrène et B[a]P ont augmenté la cinétique d’agrégation du peptide Aβ. Bien que l’agrégation des peptides Aβ et la formation d’oligomères soient favorisées en présence de HAP, quelles sont les interactions moléculaires entre les polypeptides Aβ et les HAP ?

Pour répondre à cette question, des chercheurs de l’Université Nazarbayev, de l’Université des sciences de Tokyo et leurs équipes ont collaboré pour explorer et révéler l’effet des hydrocarbures aromatiques polycycliques en tant que composés majeurs des particules de cuisson sur la structure du peptide Aβ42. Leur étude révèle que les polypeptides Aβ interagissent fortement avec les hydrocarbures aromatiques polycycliques de propriétés différentes, et que ces polluants organiques altèrent la structure de l’Aβ42 et favorisent la progression de la maladie d’Alzheimer. Cette étude, intitulée « Effet des hydrocarbures aromatiques polycycliques ambiants et de la nicotine sur la structure de la protéine Aβ42 », est publiée en ligne dans Frontières des sciences et de l’ingénierie de l’environnement.

Dans cette étude, l’équipe de recherche a découvert que la structure du monomère peptidique Aβ42 était affectée par le benzo[a]molécules de pyrène, de nicotine et de phénanthrène, en fonction de leur hydrophobicité, de leur taille et de leur capacité de liaison H. La structure secondaire du peptide Aβ42 a été modifiée par les polluants organiques, avec une diminution de près de 50 % de l’hélice α et une augmentation de 2 à 10 % des feuillets β du peptide. Les résultats de l’équipe suggèrent également que benzo[a]le pyrène, la nicotine et le phénanthrène pourraient avoir un effet sur la progression de la maladie d’Alzheimer.

Cette étude a mené avec succès des études de dynamique atomique et moléculaire à l’aide de GROMACS pour étudier la structure du monomère peptidique Aβ42 en présence de benzo[a]pyrène, nicotine et phénanthrène. Ce travail a non seulement analysé les effets des polluants organiques sur les résultats du monomère peptidique Aβ au niveau moléculaire, mais fournit également des orientations pour le traitement de la maladie d’Alzheimer et attire l’attention sur les troubles neurodégénératifs causés par la pollution de l’air.