Новая исследовательская работа, опубликованная 26 января в журнале Nature Communications, раскрывает новаторские структурные детали того, как болезни формируются очень похоже на болезнь Альцгеймера. Обладая этими знаниями, группа, возможно, обнаружила уникальный механизм, позволяющий обратить вспять как осложнения, так и их влияние на тех, кто страдает от этих заболеваний.
Исследователь из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл Ронит Фримен (Ronit Freeman) возглавила исследовательскую группу с исследователями из лаборатории Линна в Университете Эмори, чтобы изучить основной пептид бета-амилоид-42, ключевую часть, управляющую сборкой амилоидных бляшек и отложениями в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Создавая синтетические вариации пептида в лаборатории, они смогли обнаружить, как контролировать то, как эти молекулы собираются и скручиваются.
«Способность этих амилоидных материалов раскручиваться и разлагаться подчеркивает потенциал лечения, модифицирующего и впоследствии обращающего вспять бляшки, обнаруженные при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях», — сказал Фриман. «Мы знаем, что направление скручивания амилоидных фибрилл связано с различными состояниями прогрессирования заболевания. Представьте себе, что с помощью простого лечения мы могли бы модифицировать амилоиды, чтобы они изменили свою форму и исчезли — это то, что наше открытие может позволить нам сделать в будущем».
Используя передовые спектроскопические методы, ученые исследовали, как взаимодействуют отдельные пептиды, раскрывая информацию о скорости сборки, расстояниях между пептидами, выравнивании пептидов и, что важно, направлении скручивания. С помощью электронной и флуоресцентной микроскопии высокого разрешения была охарактеризована морфология материалов при различных температурах.
Исследователи определили, что N-концевой домен пептида важен для программирования формы сборки, такой как трубки, ленты или волокна, в то время как модификации С-конца направляют либо левостороннее, либо правостороннее скручивание в материале. Используя эти правила проектирования, ряд пептидов был настроен таким образом, чтобы переключаться по требованию между левосторонними и правосторонними скрученными лентами в ответ на изменение температуры. Эта инверсия скручивания делает материал восприимчивым к разложению природными белками, что является желательным свойством для материалов, используемых в качестве транспортных средств.