Болезнь Альцгеймера (БА) - это неврологическое состояние, ведущее к слабоумию, которое ухудшается с возрастом по мере того, как пациенты проявляют когнитивные нарушения, нарушения памяти и психологические расстройства. В то время как современные методы лечения сосредоточены на облегчении этих симптомов до некоторой степени, AD не имеет определенной профилактики или лечения, что предполагает необходимость продолжения усилий по пониманию биологии болезни.
Накопление фибрилл патогенного амилоидного белка β (Aβ) в виде бляшек в головном мозге является признаком БА. Таким образом, расшифровка его структурной организации имеет решающее значение для разработки целевых методов лечения этого заболевания. Хотя сообщалось о нескольких различных формах или полиморфах видов Aβ40 этого белка, меньше известно о более патогенных видах, Aβ42. Более того, определение следовых количеств Aβ из небольшого количества образца с использованием стандартных аналитических методов все еще остается проблемой.
Так, группа исследователей из Токийского технологического института, RIKEN, Иллинойского университета в Чикаго и Чикагского университета под руководством профессора Йошитаки Исии проверила применимость спектроскопии твердотельного ядерного магнитного резонанса (SSNMR) для расшифровки структурные различия Aβ и ассоциированных патогенных фибрилл на атомном уровне . Их результаты опубликованы в Журнале Американского химического общества . Этот мощный аналитический метод измеряет различное поведение и свойства ядер под воздействием магнитного и электрического полей, выделяя их атомную структуру.
Предлагая более подробное представление об их исследовании, профессор Исии заявляет: «Имеется ограниченная информация о структурных вариациях фибрилл Aβ42, полученных в физиологически значимых условиях, несмотря на их патологическое значение. В нашем исследовании мы демонстрируем использование 1 H (изотопа водорода). -обнаруженный SSNMR при характеристике полученных от пациента, а также синтетических фибрилл Aβ в ограниченных количествах, от пико- до наномолей ».
SSNMR с обнаружением 13 C (изотоп углерода), традиционно используемый для структурной характеристики, требует больших количеств образцов и создает трудности при приготовлении однородных образцов. Учитывая более высокую чувствительность и простоту анализа следовых количеств в биологических образцах , исследователи использовали для анализа 1 H обнаруженный SSNMR с повышенной чувствительностью . Синтетические фибриллы и Aβ, полученные из мозга пациента с болезнью Альцгеймера, были помечены изотопами 13 C и 15 N по конкретным аминокислотным остаткам для повышения чувствительности, атомного разрешения и сайт-специфического структурного анализа.
Команда смогла успешно охарактеризовать новый полиморф Aβ42, используя вышеупомянутый подход, с только примерно 42 нмоль Aβ - от 25 до 100 раз меньше, чем использовавшиеся ранее концентрации. Кроме того, повышение чувствительности значительно сократило время, необходимое для получения спектров образцов. Спектральные положения, полученные этим методом, показали, что структура остова белка, а также расположение боковых цепей отличаются от структур, о которых сообщалось ранее.
В целом, исследование выявляет молекулярные контакты, участвующие в стабилизации патогенных фибрилл Aβ42, тем самым открывая путь для новых терапевтических стратегий, которые могут воздействовать на эти токсичные агрегаты, которые приводят к прогрессированию БА.
В заключение профессор Исии констатирует клиническое применение своих результатов: «Наше исследование демонстрирует склонность Aβ42 к образованию множественных форм фибрилл в головном мозге, а также в синтетических препаратах. Мы считаем, что наше исследование может открыть новые возможности для анализа следовых количеств. биологических образцов, таких как амилоидные фибриллы и олигомеры, для которых обнаруженный 13 C SSNMR может быть неэффективным ».
Мы действительно на шаг приблизились к пониманию этой сложной болезни.
