Alzheimer-Proteine zur Früherkennung der Krankheit zum Leuchten bringen
Viele neurodegenerative Erkrankungen, darunter Alzheimer und Parkinson, sind schwer zu diagnostizieren, bevor die ersten Symptome auftreten. Krankheitsbezogene Biomarker, wie z. B. aggregierte Proteine, die so genannten Amyloide, könnten jedoch schon viel früher wichtige Erkenntnisse liefern, wenn sie leicht erkannt werden können. Forscher, die in ACS Sensors veröffentlichen, haben eine solche Methode entwickelt, bei der eine Anordnung von Sensormolekülen verwendet wird, die Amyloide zum Leuchten bringen kann. Das Instrument könnte helfen, das Fortschreiten der Krankheit zu überwachen oder zwischen verschiedenen amyloidbedingten Erkrankungen zu unterscheiden.
Neurodegenerative Erkrankungen sind in der Regel mit einem Zusammenbruch der Kommunikation im Gehirn verbunden, der häufig durch "klebrige" Klumpen fehlgefalteter Proteine, so genannter Amyloide, verursacht wird, die die Signalübertragung unterbrechen. Es wird angenommen, dass diese Amyloide eng mit dem Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit zusammenhängen, so dass sie als Mittel zur Frühdiagnose eingesetzt werden könnten, um die Behandlungsmöglichkeiten zu erweitern. Derzeit können Amyloide mit Hilfe von bildgebenden Verfahren wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) nachgewiesen werden, doch diese Methoden erfordern eine hochentwickelte Ausrüstung und konzentrieren sich in der Regel auf eines von mehreren an der Krankheit beteiligten Amyloiden. Stattdessen wurden bildgebende Fluoreszenzverfahren als einfachere, aber dennoch empfindliche Methode zum Nachweis mehrerer spezifischer Amyloide erforscht. Margaret Sunde, Elizabeth New, Amandeep Kaur und Kollegen wollten daher ein fluoreszierendes Sensorarray für Amyloide entwickeln, um das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit und anderer Krankheiten zu überwachen und diese atypischen Amyloide von ähnlichen, natürlich vorkommenden amyloidbildenden Proteinen zu unterscheiden.
Das Team kombinierte fünf molekulare Sonden auf Cumarinbasis, von denen jede in unterschiedlichem Maße fluoreszierte, wenn sie auf die Amyloide traf, zu einem Sensorarray. Das Team stellte jedoch fest, dass die Verwendung von nur zwei der Sonden mit den stärksten Fluoreszenzreaktionen immer noch ein hohes Maß an Empfindlichkeit und einen identifizierbaren fluoreszierenden "Fingerabdruck" für die einzelnen Amyloide bot.
Das Array aus zwei Sonden wurde einer Probenmischung hinzugefügt, die biologische Flüssigkeiten nachahmt und Moleküle enthält, die die Erkennung möglicherweise stören könnten. Trotzdem behielt das Array eine hohe Empfindlichkeit und Selektivität bei. Die Leistung des Arrays wurde auch an Proben aus den Gehirnen von Alzheimer-Mausmodellen getestet. Das Team stellte fest, dass sich die Fluoreszenzmuster zwischen frühen (im Alter von 6 Monaten) und späteren (im Alter von 12 Monaten) Stadien der Krankheit unterschieden. Darüber hinaus wurde ein eindeutiger Fluoreszenz-Fingerabdruck für drei typischerweise an Alzheimer beteiligte Amyloide, ein weiteres krankheitsassoziiertes Amyloid und fünf natürlich vorkommende "funktionelle Amyloide", die nicht an der Krankheit beteiligt sind, erstellt. Den Forschern zufolge könnte dieses Instrument zur Unterscheidung zwischen eng verwandten Amyloiden eingesetzt werden und neue Ansätze für eine frühere und sicherere Diagnose von Krankheiten im Zusammenhang mit Amyloiden liefern.
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