Een onderzoeksteam onder leiding van Ludmilla Morozova Roche aan de Universiteit van Umeå, Zweden, heeft het mechanistische inzicht verschaft in eiwitco-aggregatie bij de ziekte van Alzheimer. Het sjabloonmechanisme van S100A9-amyloïden op Aβ-fibrillaire oppervlakken tijdens het co-aggregatieproces werd onthuld door synergie van biofysische methoden, waaronder massaspectrometrie voor ladingsdetectie, microscopie, kinetische en microfluïdische analyses.

Amyloïdevorming is van de belangrijkste klinische betekenis, aangezien dit proces betrokken is bij tal van neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson en anderen. Deze ziekten treffen miljoenen van de vergrijzende bevolking wereldwijd. Vaak is het moeilijk om de grens tussen deze ziekten te trekken of kunnen ze gelijktijdig voorkomen, wat bekend staat als ziekte comorbiditeit.

Hoewel het proces van amyloïdvorming uitgebreid werd bestudeerd, er is weinig bekend over de specifieke mechanismen van co-aggregatie van verschillende amyloïde soorten samen, die ten grondslag liggen aan de comorbiditeit van de ziekten. Bij de ziekte van Alzheimer, de amyloïde-neuro-inflammatoire cascade komt tot uiting in co-aggregatie van Aβ met pro-inflammatoir S100A9-eiwit, wat leidt tot intracellulaire en extracellulaire amyloïde assemblage, amyloïde plaque-afzettingen en cellulaire toxiciteit.

Het ontcijferen van de interacties tussen pro-inflammatoir S100A9-eiwit en Aβ42-peptide bij de ziekte van Alzheimer is van fundamenteel belang, aangezien ontsteking een centrale rol speelt bij het ontstaan ​​van de ziekte. Hier gebruiken de onderzoekers innovatieve massaspectrometrie voor ladingsdetectie (CDMS) samen met biofysische technieken om mechanistisch inzicht te geven in het co-aggregatieproces en om amyloïdecomplexen op een enkel deeltjesniveau te differentiëren.

Combinatie van massa- en ladingsverdelingen van amyloïden samen met reconstructie van de verschillen daartussen en gedetailleerde microscopie onthult dat co-aggregatie het modelleren van S100A9-fibrillen op het oppervlak van Aβ42-amyloïden omvat. Kinetische analyse bevestigt verder dat de oppervlakken die beschikbaar zijn voor de secundaire nucleatie van Aβ42 worden verminderd als gevolg van coating door S100A9-amyloïden, terwijl de binding van S100A9 aan Aβ42-fibrillen wordt gevalideerd door een microfuïdische test.

De onderzoekers tonen aan dat synergie tussen CDMS, microscopie, kinetische en microfuïdische analyses openen nieuwe richtingen in interdisciplinair onderzoek.