Analitzen amb llum de sincrotró els mecanismes de l’Alzheimer

Analitzen amb llum de sincrotró els mecanismes de l’Alzheimer

Investigadors de la UAB i del Sincrotró ALBA han analitzat amb llum de sincrotró com són, on es localitzen i l’efecte que tenen diferents agregats de l’Alzheimer en neurones in vitro. Els resultats obren via a conèixer millor com es desenvolupa la malaltia.

15/02/2018

Pèrdua de memòria, dificultat per comunicar-se, canvis en la personalitat, problemes d’orientació.... Malauradament aquests símptomes són comuns a la nostra societat, ja que 30 milions de persones al món i 1,5 a Espanya pateixen els efectes de l’Alzheimer, segons dades de l’Organització Mundial de la Salut (OMS) i de la Confederació Espanyola d’Associacions de Familiars de Persones amb Alzheimer i altres demències (CEAFA), respectivament. L’Alzheimer és la causa més important de demència i es descriu com una malaltia multifactorial que porta a la mort de les neurones. A dia d’avui no hi ha un tractament efectiu per combatre-la ni per prevenir-la.

Quan una persona té Alzheimer, es formen plaques amiloides en el seu cervell, fetes d’uns dipòsits o agregats del pèptid beta amiloide. Aquest pèptid  – que prové d´una proteïna necessària per al funcionament cel·lular –  té tendència a agregar-se adoptant diferents mides i morfologies, depenent de les condicions físico-químiques que l’envolten. Tot i que se sap que la presència del pèptid beta amiloide, junt amb altres factors com l’estrès oxidatiu tenen un paper clau en l’inici i desenvolupament de l’Alzheimer no es coneix quins són la causa i quins la conseqüència.

Per conèixer millor com funcionen els mecanismes pels quals les proteïnes i els pèptids amiloides esdevenen tòxics, investigadors del Sincrotró ALBA i de la Unitat de Biofísica de la Universitat Autònoma de Barcelona  (grup de Biologia estructural de l’Alzheimer), en col·laboració amb científics del sincrotró europeu ESRF, han dut a terme experiments amb infraroig als sincrotrons de Barcelona i Grenoble. La llum infraroja és absorbida pels enllaços de les molècules i per tant, permet conèixer quina és la composició química d’una mostra. El fet de connectar un microscopi a la llum infraroja permet conèixer, a més, la distribució química. Gràcies a la gran brillantor de la llum de sincrotró, aquesta distribució és pot mesurar a resolucions espacials més altes. Amb aquesta tècnica s’ha analitzat l’efecte de dos tipus d’agregats de pèptid amiloide (fibril·lars i amorfs) en cèl·lules neuronals cultivades.  Els resultats indiquen que els agregats amorfs provoquen un grau d’oxidació superior als altres i, per primer cop, han obtingut la ubicació in situ d’aquests agregats en cèl·lules cultivades. Els resultats són coherents amb investigacions prèvies realitzades amb mostres de cervell d’afectats, on es veia que l’oxidació era més alta a les regions que envoltaven les plaques amiloides i donen suport a la hipòtesi que són els pèptids amiloides els causants de l’oxidació cel·lular que es troba associada a la malaltia d’Alzheimer.

Aquest estudi ha servit per donar un pas més en la caracterització d’aquests agregats amorfs i considerar-los com un agent potencial tòxic en el posada en marxa i desenvolupament de la malaltia. “Aquest treball ha ajudat a donar força a la hipòtesi que els pèptids amiloides, especialment en formes no fibril·lars, són capaços d’oxidar les cèl·lules i que això pot ser un punt clau per al desenvolupament de la malaltia. Gràcies a la llum infraroja, no només es poden analitzar alguns dels efectes d’aquest agregats sinó que es poden relacionar els efectes amb l’estructura que adopten els pèptids quan formen diferents agregats, el que pot ser molt important per identificar les formes tòxiques causants de la malaltia”, comenta Núria Benseny, investigadora de la línia de llum MIRAS del Sincrotró ALBA.




Fig.: Imatges i mapes de llum infraroja dels agregats analitzats del pèptid amiloide (fibril·lars i amorfs) en cèl·lules neuronals cultivades. Les el·lipses marquen la posició dels agregats. El color de l'escala (10 µm) es correspon amb la intensitat: blau baixa intensitat, vermell alta intensitat.

Referència: “Synchrotron-based µFTIR study on the effect of Alzheimer´s Aß amorphous and fibrillar aggregates on PC12 cells Nuria Benseny-Cases, Elena Álvarez-Marimon, Hiram A. Castillo-Michel, Marine Cotte, Carlos Falcon, and Josep Cladera. DOI: 10.1021/acs.analchem.7b04818 http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.7b04818

 

Notícies relacionades

Totes les notícies