Natuurkundigen van het Center for Integrated Nanostructure Physics (CINAP), binnen het Instituut voor Basiswetenschappen (IBS, Zuid-Korea), hebben een nieuwe methode gerapporteerd om de aggregatietoestand van amyloïde bèta (Aβ) -eiwitten in oplossing te identificeren. Gepubliceerd in ACS Nano , deze bevinding zou een stap voorwaarts kunnen betekenen in de vroege diagnose van de ziekte van Alzheimer.

De geleidelijke ophoping van Aβ in de hersenen leidt tot ongeneeslijke dementie. De ziekteprogressie is sterk gecorreleerd met de vorm van de Aβ-eiwitten:monomeren met een grootte van 4 nm evolueren tot oligomeren van enkele honderden nanometers en bereiken de fibrillaire toestand en vormen plaques tot enkele tientallen micrometers groot.

De onderzoekers onderscheidden duidelijk de verschillende Aβ-stadia met behulp van THz near-field conductantiemetingen. Deze techniek meet de energie die wordt geabsorbeerd door moleculen bij een energieband van ongeveer 1-10 meV (of 0,2-2,4 THz), en het wordt beschouwd als een effectieve techniek voor het onderzoeken van de transformatie van biologische macromoleculen zonder warmte te genereren. De wetenschappers hebben gemeten hoe Aβ-eiwitten in de oplossing worden verstoord door invallende THz-straling en merkten op dat de resultaten correleerden met de vorm van de Aβ-eiwitten:monomeer, oligomeer en fibril. Vervolgens, ze hebben de optische geleiding afgeleid, die afneemt met de evoluerende fibrillatietoestanden en toeneemt met de stijgende molaire concentraties.

Aangezien de progressieve stadia van de ziekte eenvoudig kunnen worden onderscheiden met deze techniek, het team heeft een dementiequotiënt (DQ) afgeleid van de optische geleiding, met behulp van het zogenaamde Drude-Smith-model. Een DQ-waarde van ongeveer één geeft aan dat Aβ zich in een fibriltoestand bevindt, rond 0,64 een oligomere toestand, en bijna nul is in een monomere toestand.

"Wij geloven dat ons resultaat ons een significante paradigmaverschuiving geeft op het gebied van onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, aangezien het dementiequotiënt duidelijk wordt geïdentificeerd uit de labelvrije geleidingsmeting van verschillende structurele toestanden van Aβ-eiwit, " zegt Chaejeong Heo, een van de leidende auteurs van dit onderzoek. CINAP-directeur, Young Hee Lee voegt toe:"Deze index kan nuttig zijn voor vroege detectie van toxische Aβ-eiwitaggregatie en fibrillatie waargenomen bij de ziekte van Alzheimer."