Исследователи из Университета Ланкастера изобрели новый инструмент визуализации, вдохновленный скромной швейной машиной, который позволяет по-новому взглянуть на происхождение болезни Альцгеймера и Паркинсона.
Эти заболевания вызываются крошечными токсичными белками, которые слишком малы для изучения с помощью традиционной оптической микроскопии.
Ранее считалось, что болезнь Альцгеймера вызывается накоплением длинных «амилоидных» волокон в центре сенильных бляшек в головном мозге из-за неправильной укладки белка, называемого амилоид-β.
Но новое исследование предполагает, что эти волокна и бляшки на самом деле являются защитной реакцией организма на присутствие еще более мелких, более токсичных структур, состоящих из амилоида-β, называемых «олигомерами».
Существующих методик недостаточно, чтобы хорошо изучить эти белки; оптическая микроскопия не обеспечивает достаточного разрешения в этом масштабе, а электронная микроскопия дает разрешение, но не контраст.
Чтобы решить эту проблему, физик доктор Олег Колосов и его команда в Ланкастере разработали новую технику визуализации – ультразвуковую силовую микроскопию (UFM), вдохновленную движением швейной машины. Их работа опубликована в Scientific Reports.
Доктор Колосов сказал: "Благодаря использованию вибрационного сканера, который быстро перемещается вверх и вниз, как лапка иглы швейной машины, трение между образцом и сканером было уменьшено, что привело к лучшему качеству и высококонтрастному изображению с разрешением в нанометровом масштабе."
Это один из инструментов нового поколения, разрабатываемых во всем мире, чтобы сосредоточить внимание на олигомерах, позволяя исследователям-медикам понять, как они себя ведут.
В Ланкастере Клэр Тинкер использовала УФМ для изображения этих олигомеров. Чтобы лучше видеть их, ей нужно было увеличить контраст изображения и использовать поли-L-лизин (PLL), который удерживал белки на предметных стеклах, когда по ним проходил вибрационный сканер.
Ученый-биомедик из Ланкастерского университета профессор Дэвид Оллсоп сказал: "Эти высококачественные изображения жизненно важны, если мы хотим понять пути, участвующие в образовании этих олигомеров, и этот новый метод теперь будет использоваться для тестирования эффектов ингибиторов образования олигомеров, которые мы разрабатываем как возможное новое лечение болезни Альцгеймера."
Методика сработала настолько хорошо, что теперь команда надеется разработать ее, чтобы можно было отслеживать образование олигомеров, поскольку они производятся в режиме реального времени.
Это дало бы исследователям более четкое представление о ранних фазах болезней Альцгеймера и Паркинсона и потенциально могло бы стать одним из способов разработки будущих тестов на эти заболевания.