Глубокий взгляд на молекулярную вселенную
Вначале физик Питер Нирмалрадж хотел понять молекулярный патогенез болезни Альцгеймера, чтобы использовать новые подходы в диагностике и терапии. Еще одним шагом было бы расшифровать точную роль бета-амилоидных пептидов и тау-белков, связанных с нейродегенеративным заболеванием.
Поэтому Нирмалрадж намеревался не только обнаружить простое присутствие подозрительных белков, но также определить их изменчивую форму и форму, а также их количество.
Современные методы позволяют определять общее количество обоих белков в жидкостях организма. Однако эти методы не позволяют визуализировать различия в форме и состоянии скоплений белка. Поэтому исследователь работает над технологиями, которые позволяют проводить наблюдения в крови в нанометровом масштабе, но при этом не разрушают структуру и морфологию белков.
Вместе с неврологами кантональной больницы в Св. Галлен, Нирмалрадж успешно завершил первоначальное исследование.
Для своего пилотного исследования он исследовал образцы крови 50 пациентов и 16 здоровых субъектов. Используя технологию AFM, исследователь Empa проанализировал поверхность около 1000 эритроцитов на человека, ничего не зная об их состоянии здоровья. «Это был единственный способ убедиться, что интерпретация данных остается объективной», – говорит Нирмалрадж.
Белковые волокна как индикатор
Исследователь Empa измерил размер, структуру и текстуру скоплений белка, обнаруженных в клетках крови. После тысяч эритроцитов команда с нетерпением ждала сравнения результатов подсчета Нирмалраджа с клиническими данными неврологов.
И действительно, исследователи смогли выявить закономерность, которая соответствовала стадии болезни пациентов: у людей с болезнью Альцгеймера было большое количество белковых волокон, состоящих из бета-амилоидных пептидов и тау-белков. Белки могли собираться в волокна длиной в несколько сотен нанометров. Однако у здоровых людей или людей с начальными нарушениями мозга Нирмалрадж насчитал только несколько волокон.
Это доказывает возможность анализа крови с использованием технологии AFM, говорит исследователь Empa: «Если на основе этого метода можно будет разработать надежный анализ крови, люди с подозрением на болезнь Альцгеймера будут избавлены от неприятного прокола позвоночного канала, чтобы иметь возможность надежно диагностировать заболевание."
Тем не менее, предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем в больницах станет доступен простой анализ крови.
Следующим шагом команды является подтверждение данных путем изучения большего числа субъектов на разных стадиях заболевания с использованием АСМ и химического анализа.