Nieuwe sensor werpt licht op het pad naar een vroege diagnose van Alzheimer

By | February 6, 2024

Samenvatting: Onderzoekers hebben een nieuwe fluorescentiebeeldvormingstechniek onthuld die amyloïden kan detecteren, belangrijke biomarkers bij neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson, en een eenvoudiger alternatief biedt voor PET-scans.

Deze methode maakt gebruik van een sensorarray van op coumarine gebaseerde moleculaire sondes die amyloïden kunnen verlichten om de ziekteprogressie te volgen of onderscheid te maken tussen verschillende aandoeningen. Getest in gesimuleerde biologische vloeistoffen en hersenmonsters van muizen, vertoonde de array een hoge gevoeligheid en selectiviteit, waardoor verschillende fluorescerende vingerafdrukken voor verschillende amyloïden werden geproduceerd.

Deze doorbraak zou een eerdere diagnose en een beter begrip van neurodegeneratieve ziekten mogelijk kunnen maken en de weg kunnen vrijmaken voor nieuwe behandelingsstrategieën.

Belangrijke feiten:

  1. De fluorescente sensorarray detecteert meerdere specifieke amyloïden, wat cruciaal is voor de vroege detectie van neurodegeneratieve ziekten.
  2. Tests op hersenmonsters van muizen toonden het vermogen van de array aan om stadia van de ziekte van Alzheimer te onderscheiden en verschillende amyloïden te identificeren.
  3. Deze technologie vertegenwoordigt een aanzienlijke vooruitgang in niet-invasieve diagnostische methoden en biedt een eenvoudiger, maar toch gevoelig alternatief voor de huidige beeldvormingstechnieken.

Bron: ACS

Veel neurodegeneratieve ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer en Parkinson, zijn moeilijk te diagnosticeren voordat de symptomen optreden. Ziektegerelateerde biomarkers zoals geaggregeerde eiwitten die amyloïden worden genoemd, zouden echter veel eerder belangrijke inzichten kunnen opleveren als ze gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd.

Onderzoekers publiceren in ACS-sensoren hebben zo’n methode ontwikkeld die gebruik maakt van een reeks sensormoleculen die amyloïden kunnen laten gloeien. Het instrument zou kunnen helpen de ziekteprogressie te monitoren of onderscheid te maken tussen verschillende amyloïdgerelateerde ziekten.

Het team combineerde vijf op cumarine gebaseerde moleculaire probes, die elk op verschillende niveaus fluoresceerden wanneer ze de amyloïden raakten, in een sensorarray. Fotocredit: Neuroscience News

Neurodegeneratieve ziekten brengen doorgaans een verstoring van de communicatie in de hersenen met zich mee, vaak veroorzaakt door ‘plakkerige’ klontjes verkeerd gevouwen eiwitten, amyloïden genaamd, die de signaaloverdracht verstoren.

Aangenomen wordt dat deze amyloïden nauw verbonden zijn met de progressie van de ziekte van Alzheimer en daarom kunnen worden gebruikt als een vroeg diagnostisch hulpmiddel om de behandelingsopties uit te breiden.

Momenteel kunnen radiologische beeldvormingstechnieken, waaronder positronemissietomografie (PET), amyloïden detecteren, maar deze methoden zijn afhankelijk van geavanceerde apparatuur en richten zich doorgaans op een van de verschillende amyloïden die bij de ziekte betrokken zijn. In plaats daarvan zijn fluorescentiebeeldvormingstechnieken onderzocht als een eenvoudiger, maar nog steeds gevoelige methode om meerdere specifieke amyloïden te detecteren.

Daarom wilden Margaret Sunde, Elizabeth New, Amandeep Kaur en hun collega’s een fluorescerende amyloïdesensorarray ontwikkelen om de progressie van de ziekte van Alzheimer en andere ziekten te volgen en deze atypische amyloïden te onderscheiden van soortgelijke, natuurlijk voorkomende amyloïdvormende eiwitten.

Het team combineerde vijf op cumarine gebaseerde moleculaire probes, die elk op verschillende niveaus fluoresceerden wanneer ze de amyloïden raakten, in een sensorarray. Het team ontdekte echter dat het gebruik van slechts twee van de sondes met de sterkste fluorescentiereacties nog steeds een hoog niveau van gevoeligheid en een identificeerbare fluorescerende “vingerafdruk” voor de individuele amyloïden opleverde.

De array met twee sondes werd toegevoegd aan een monstermengsel dat biologische vloeistoffen nabootst die moleculen bevatten die mogelijk de cognitie kunnen verstoren. Hoe dan ook behield de array een hoge gevoeligheid en selectiviteit. De werking ervan werd ook getest op monsters uit de hersenen van muismodellen van de ziekte van Alzheimer.

Het team merkte op dat fluorescentiepatronen verschilden tussen de vroege (op de leeftijd van 6 maanden) en latere (op de leeftijd van 12 maanden) stadia van de ziekte. Bovendien werd een unieke fluorescentievingerafdruk gecreëerd voor drie amyloïden die doorgaans betrokken zijn bij de ziekte van Alzheimer, een ander met de ziekte geassocieerd amyloïd en vijf natuurlijk voorkomende “functionele amyloïden” die niet betrokken zijn bij de ziekte.

De onderzoekers zeggen dat dit hulpmiddel kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen nauw verwante amyloïden en nieuwe benaderingen kan bieden voor een eerdere en veiligere diagnose van amyloïdgerelateerde ziekten.

Financiering: De auteurs danken de Australian Research Council en de National Health and Medical Research Council voor financiering.

Over dit nieuws uit neurologisch en neurotechnologieonderzoek

Auteur: Emily Abbott
Bron: ACS
Contact: Emily Abbott – ACS
Afbeelding: De afbeelding is afkomstig van Neuroscience News

Originele onderzoek: Vrije toegang.
“Een op cumarine gebaseerde array voor amyloïdediscriminatie” door Margaret Sunde et al. ACS-sensoren


Abstract

Een op cumarine gebaseerde array voor het onderscheiden van amyloïden

Zelfassemblage van verkeerd gevouwen eiwitten kan leiden tot de vorming van amyloïden, die betrokken zijn bij de ontwikkeling van vele pathologieën, waaronder de ziekten van Alzheimer en Parkinson. De gemakkelijke detectie en differentiatie van verschillende amyloïden is cruciaal voor de vroege detectie van amyloïdgerelateerde pathologieën.

Hier rapporteren we de ontwikkeling van een op fluorescente coumarine gebaseerde array met twee sensoren die correct onderscheid kan maken tussen vier verschillende amyloïden die betrokken zijn bij amyloïdgerelateerde pathologieën met 100% classificatie.

De array werd ook toegepast op muismodellen van de ziekte van Alzheimer en kon onderscheid maken tussen monsters van muizen die overeenkomen met vroege (6 maanden) en gevorderde (12 maanden) stadia van de ziekte van Alzheimer. Tenslotte werd de flexibiliteit van de array geëvalueerd door de analyten uit te breiden met functionele amyloïden.

Dezelfde array met twee sensoren was in staat acht verschillende ziektegerelateerde en functionele amyloïden correct te onderscheiden met een classificatie van 100%.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *