Badania

Wczesne wykrywanie oznak neurodegeneracji

Opublikowano: 04.12.2018

forum akademickie

Symptomy chorób neurodegeneracyjnych mogą pojawić się wiele lat przed objawami klinicznymi. Można je wykryć podczas badań próbek medycznych za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej. Konieczne są do tego odpowiednio czułe i selektywne barwniki, wiążące się z konkretnymi strukturami amyloidowymi. Nowy barwnik zaproponował polsko-amerykański zespół uczonych.

Kilkadziesiąt chorób ma związek z formowaniem się w komórkach włókien amyloidowych, czyli złogów o skomplikowanych kształtach. Odkładają się one w wyniku niewłaściwego zwijania się białek, głównie białka znanego jako amyloid beta. Są podstawy, by sądzić, że już wkrótce w laboratoriach medycznych pierwsze oznaki neurodegeneracji będzie można zidentyfikować na wcześniejszych etapach rozwoju choroby mózgu i w sposób bardziej precyzyjny niż do tej pory. Nowe możliwości detekcyjne otwierają się dzięki osiągnięciom polsko-amerykańskiego zespołu, w którego skład weszli naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, Politechniki Wrocławskiej, University of Michigan i University of California w Santa Barbara.

Wraz ze starzeniem się społeczeństw rośnie znaczenie wczesnego wykrywania chorób neurodegeneracyjnych, z reguły objawiających się u osób w późnym wieku. W przypadku choroby Alzheimera prawdopodobnie zaczyna się ona nawet 20 lat przed wystąpieniem pierwszych objawów. Zatem wczesne jej wykrywanie ma istotne znaczenie.

– Zanim laborant obejrzy pobraną od pacjenta próbkę płynu rdzeniowo-mózgowego pod mikroskopem fluorescencyjnym, musi w jakiś sposób oznaczyć poszukiwane związki chemiczne za pomocą świecącego barwnika. Zwykle stosuje się w tym celu cząsteczki niewielkich rozmiarów, tak dobrane, by łączyły się tylko z tropionymi cząsteczkami. My udowodniliśmy, że jako barwnika można z powodzeniem użyć pochodnej politiofenu, kryjącej się pod oznaczeniem PTEBS. To polimer, czyli naprawdę spora struktura atomowa. W praktyce okazało się, że rozmiary cząsteczek PTEBS nie tylko nie są ich wadą, ale wręcz sporą zaletą – mówi dr inż. Piotr Hańczyc z IChF PAN, obecnie Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, pierwszy autor publikacji w czasopiśmie naukowym „Journal of Luminescence”.

Podczas badań stwierdzono, że za pomocą barwnika PTEBS można rejestrować obecność zarówno poszukiwanych cząsteczek chemicznych, jak i ich agregatów, na dodatek nawet wówczas, gdy w próbce występują one w istotnie mniejszych stężeniach niż wykrywane przez tioflawinę T – obecnie jeden z najpopularniejszych barwników fluorescencyjnych.

Inna zaleta nowego barwnika związana jest z istnieniem form polimorficznych amyloidu, czyli z faktem, że podczas gdy jedna konfiguracja atomów w cząsteczce może odpowiadać za uruchomienie procesów neurodegeneracyjnych, inna okazuje się być niegroźna.

– Standardowe barwniki to cząsteczki o małych rozmiarach. Nie można z nimi zbyt wiele zrobić, na dodatek są doskonale przebadane i wiele już o nich wiadomo. Cząsteczki naszego barwnika są duże, a do głównego łańcucha mają dołączone liczne grupy podstawnikowe. Grupy te można w szerokim zakresie modyfikować i rozbudowywać, zwiększając powinowactwo barwnika nie tylko do wybranej formy amyloidu, ale nawet do jego konkretnej odmiany polimorficznej. To daje naprawdę spore pole do popisu – podkreśla dr Hańczyc.

Nowy barwnik powinien pomóc m.in. w precyzyjniejszym niż dotychczas ustalaniu odmian polimorficznych odpowiedzialnych za przebieg procesów neurodegeneracjynych u pacjentów. Szczególnie obiecująco wyglądają jego zastosowania w badaniach profilaktycznych. Pozwoliłyby one na dobieranie efektywniejszych i spersonalizowanych strategii leczenia, dzięki czemu można by było znacząco opóźniać rozwój chorób neurodegeneracyjnych, a w dalszej przyszłości być może nawet całkowicie im zapobiegać.

Badania polskich uczonych były finansowane z grantu International Brain Research Organization (IBRO).

JK

(Źródło: IChF PAN)


PARTNERZY

forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie