Charakterystyczną cechą kilku chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona, jest tworzenie się toksycznych złogów, które zawierają agregaty białek amyloidu. Niestety, nawet po dziesięcioleciach badań pozbycie się tych blaszek pozostaje bardzo trudnym zadaniem. W związku z tym opcje leczenia dostępne dla pacjentów z tymi zaburzeniami są ograniczone i niezbyt skuteczne.
W ostatnich latach, zamiast podążać drogą chemiczną za pomocą leków, niektórzy naukowcy zwrócili się ku alternatywnym podejściom, takim jak ultradźwięki, aby zniszczyć wspomniane złogi i zatrzymać postęp choroby Alzheimera. Teraz zespół badawczy kierowany przez dr Takayasu Kawasaki (Centrum Badawcze IR-FEL, Tokyo University of Science, Japonia) i dr Phuong H. Nguyen (Centre National de la Recherche Scientifique, Francja) i inni badacze z Aichi Synchrotron Radiation Center and the Synchrotron Radiation Research Center, Nagoya University w Japonii wykorzystali nowatorskie metody, aby pokazać, jak laserowe promieniowanie podczerwone może zniszczyć złogi amyloidowe.
W swoim badaniu, opublikowanym w Journal of Physical Chemistry B, naukowcy przedstawiają wyniki eksperymentów laserowych i symulacji dynamiki molekularnej. Ta dwukierunkowa terapia była konieczna ze względu na nieodłączne ograniczenia każdego podejścia. Dr Kawasaki podkreśla: „Podczas gdy eksperymenty laserowe w połączeniu z różnymi metodami mikroskopowymi mogą dostarczyć informacji o morfologii i ewolucji strukturalnej złogów amyloidu po napromieniowaniu laserem, eksperymenty te mają ograniczone rozdzielczości przestrzenne i czasowe, uniemożliwiając w ten sposób pełne zrozumienie podstawowych mechanizmów molekularnych. Z drugiej strony, chociaż informacje te można uzyskać z symulacji molekularnych, intensywność lasera i czas naświetlania wykorzystywane w symulacjach różnią się od stosowanych w rzeczywistych eksperymentach. Dlatego ważne jest, aby ustalić, czy proces dysocjacji złogów indukowanej laserem uzyskany w drodze eksperymentów i symulacji jest podobny.
Naukowcy wykorzystali część białka drożdży, o którym wiadomo, że samodzielnie tworzy złogi amyloidowe. Obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego potwierdziły, że włókienka amyloidu rozpadły się po napromieniowaniu laserem przy odpowiedniej częstotliwości, a połączenie technik spektroskopowych ujawniło szczegóły dotyczące ostatecznej struktury po dysocjacji włókienek.
Do symulacji naukowcy wykorzystali technikę, którą kilku członków obecnego zespołu wcześniej opracowała. Ich wyniki potwierdziły wyniki eksperymentu i dodatkowo wyjaśniły cały proces dysocjacji amyloidu. Za pomocą symulacji naukowcy zaobserwowali, że proces zaczyna się w rdzeniu włókienek, gdzie rezonans przerywa międzycząsteczkowe wiązania wodorowe, a tym samym rozdziela białka w agregacie. Rozerwanie tej struktury rozprzestrzenia się następnie na zewnątrz, aż do krańców włókienek.
Dr Kawasaki zauważa: „Ze względu na nieskuteczność dostępnych leków służących do spowolnienia lub odwrócenia zaburzeń poznawczych w chorobie Alzheimera, opracowanie metod niefarmakologicznych jest bardzo potrzebne. Możliwość wykorzystania laserów podczerwonych do dysocjacji włókien amyloidowych stwarza obiecujące podejście."
Komentarze
[ z 0]