De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende vorm van dementie. Dit maakt fundamenteel onderzoek naar de precieze oorzaak van de ziekte van levensbelang. Een van de mogelijke verdachten is een bepaald eiwit gevuld met ijzer. Leids natuurkundige Lucia Bossoni (LION/LUMC) heeft nu een nieuwe manier ontwikkeld om dit eiwit te onderzoeken, met behulp van subatomaire deeltjes die muonen worden genoemd.

Muonen zijn elementaire deeltjes en het belangrijkste product van kosmische straling, die vanuit de ruimte binnenvliegen en de zeespiegel bereiken met een snelheid van tienduizend hits per vierkante meter, elke minuut. Decennia geleden, wetenschappers bedachten een manier om kunstmatig intense bundels muonen te produceren, door protonen in een grafietdoel te schieten om pionen te maken, die uiteindelijk vervallen in positief geladen muonen. Onderzoekers leiden deze muonen vervolgens in een straal, waarmee ze kunnen schieten op een monster van hun interesse. Deze speciale muonen hebben een specifieke eigenschap:ze zijn 100% spin-gepolariseerd, wat betekent dat ze zich gedragen als kleine kompassen.

Wanneer muonen een materiaal raken, hun spin kan het interne magnetische veld van een monster voelen en ze beginnen eromheen te draaien. De muonen vervallen snel in andere deeltjes, met een voorkeursrichting gerelateerd aan de spin van het muon. Dus door naar deze richting te kijken, wetenschappers krijgen informatie over het interne magnetische veld. Bossoni en haar collega's in Leiden hebben deze methode nu gebruikt om de magnetische eigenschappen van de ijzeren kern van ferritine te onderzoeken, een eiwit dat ze uit de hersenen van een Alzheimerpatiënt en een controlepersoon hebben geïsoleerd. Men denkt dat de samenstelling van de minerale kern van ferritine veranderd is bij patiënten die lijden aan de ziekte van Alzheimer. De voorlopige resultaten laten een verschil zien tussen 'gezonde' ferritine-eiwitten en ferritine in de hersenen van Alzheimerpatiënten.

Bossoni:'Behalve de toepasbaarheid van de methode in het Alzheimer-onderzoek, onze studie effent ook de weg voor ander medisch onderzoek met muonen. Tot nu toe, muonen zijn meestal gebruikt op niet-menselijk materiaal, bijvoorbeeld om supergeleiders en synthetische magnetische verbindingen te bestuderen.'