Κρυοηλεκτρονική τομογραφία: Πώς μας βοηθά να μελετήσουμε καλύτερα το Αλτσχάιμερ;

Κρυοηλεκτρονική τομογραφία:

Οι επιστήμονες που ερευνούν τη νόσο του Αλτσχάιμερ προσδιόρισαν για πρώτη φορά τη δομή των μορίων σε έναν ανθρώπινο εγκέφαλο. Δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature, η μελέτη περιγράφει πώς οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν κρυοηλεκτρονική τομογραφία, καθοδηγούμενη από μικροσκοπία φθορισμού, για να εξερευνήσουν βαθιά μέσα σε έναν εγκέφαλο δότη της νόσου του Αλτσχάιμερ.

Αυτό έδωσε τρισδιάστατους χάρτες στους οποίους μπορούσαν να παρατηρήσουν πρωτεΐνες, τα μοριακά δομικά στοιχεία της ζωής ένα εκατομμύριο φορές μικρότερα από έναν κόκκο ρυζιού, μέσα στον εγκέφαλο. Η μελέτη εστίασε σε δύο πρωτεΐνες που προκαλούν άνοια – το β-αμυλοειδές, μια πρωτεΐνη που σχηματίζει μικροσκοπικές κολλώδεις πλάκες και το tau – μια άλλη πρωτεΐνη που στη νόσο του Αλτσχάιμερ σχηματίζει μη φυσιολογικά νήματα που αναπτύσσονται μέσα στα κύτταρα και εξαπλώνονται σε όλο τον εγκέφαλο.

Αυτή η μελέτη αποκάλυψε τη μοριακή δομή του tau στον ιστό, τον τρόπο με τον οποίο διατάσσονται τα αμυλοειδή και νέες μοριακές δομές που εμπλέκονται σε αυτήν την παθολογία στον εγκέφαλο. Η άνοια είναι η κύρια αιτία θανάτου στο Ηνωμένο Βασίλειο, με το Αλτσχάιμερ την πιο κοινή μορφή του. Στη νόσο του Αλτσχάιμερ, τόσο οι β-αμυλοειδείς πλάκες όσο και τα μη φυσιολογικά νημάτια ταυ πιστεύεται ότι διαταράσσουν την κυτταρική επικοινωνία, γεγονός που οδηγεί σε συμπτώματα όπως απώλεια μνήμης και σύγχυση και κυτταρικό θάνατο.

Ο Δρ Ρενέ Φρανκ, ανώτερος συγγραφέας και αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Βιολογίας του Πανεπιστημίου του Λιντς, είπε: «Αυτή η πρώτη ματιά της δομής των μορίων μέσα στον ανθρώπινο εγκέφαλο προσφέρει περαιτέρω ενδείξεις για το τι συμβαίνει με τις πρωτεΐνες στη νόσο του Αλτσχάιμερ, αλλά επίσης παρουσιάζει ένα πειραματική προσέγγιση που μπορεί να εφαρμοστεί για την καλύτερη κατανόηση ενός ευρέος φάσματος άλλων καταστροφικών νευρολογικών ασθενειών».

Τα τελευταία 70 χρόνια, ένας τεράστιος κατάλογος μοριακών δομών έχει συσσωρευτεί από αρκετές χιλιάδες επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, ο καθένας που εργάζεται με πρωτεΐνες μεμονωμένα σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Ωστόσο, είναι από καιρό γνωστό ότι οι περισσότερες λειτουργίες στη βιολογία είναι συνέπεια μιας ορχήστρας πολλών διαφορετικών πρωτεϊνών.

Αυτή η μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Leeds σε συνεργασία με επιστήμονες στο Amsterdam UMC, το Zeiss Microscopy και το Πανεπιστήμιο του Cambridge, αποτελεί μέρος των νέων προσπαθειών δομικών βιολόγων για τη μελέτη των πρωτεϊνών απευθείας μέσα στα κύτταρα και τους ιστούς, το φυσικό τους περιβάλλον – και τον τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες συνεργάζονται και επηρεάζουν το ένα το άλλο, ιδιαίτερα σε ανθρώπινα κύτταρα και ιστούς που έχουν καταστραφεί από ασθένειες.

Μακροπρόθεσμα, ελπίζεται ότι η παρατήρηση αυτής της αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών εντός των ιστών θα επιταχύνει τον εντοπισμό νέων στόχων για θεραπευτικές και διαγνωστικές μεθόδους επόμενης γενιάς για το Αλτσχάιμερ.

Οι ειδικοί δείχνουν πόσο διαφέρει η ανθεκτικότητα στο Αλτσχάιμερ ανά φύλο και γένος

Ο συνδυασμός ψυχολογικών παραγόντων και βιοδεικτών μπορεί να προβλέψει το Αλτσχάιμερ 

Τα γνωστικά προβλήματα της μητέρας αυξάνουν τον κίνδυνο Αλτσχάιμερ

Νέα τεχνική χρησιμοποιεί τον ήχο για να επηρεάσει τα εγκεφαλικά κύματα και τον ύπνο στην άνοια