Команда ученых из Инженерного колледжа Университета Флориды и Национальной лаборатории сильного магнитного поля (США) показала, как магнитное поле высокой напряженности может повысить точность измерений, позволяющих определить химический состав бета-амилоидных фрагментов — небольших белковых частиц, которые играют ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера. Специалисты смогли проанализировать амилоидные белки, даже если те имели сложную структуру и были смешаны с липидами, что создавало условия, более близкие к человеческому мозгу, чем традиционные лабораторные образцы. Результаты опубликованы в журнале Solid State Nuclear Magnetic Resonance.
Благодаря более глубокому пониманию состава и структуры этих молекул ученые могут создавать соединения, которые способны препятствовать прогрессированию заболевания.
Считается, что бета-амилоидные белки играют ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера. Эти белки скапливаются между нейронами в пораженных участках мозга. Исследования показали, что они могут служить хорошим ориентиром для отслеживания прогрессирования болезни и потенциальной мишенью для лечения.
Изучив структуру бета-амилоида, катализируемую липидами, ученые смогут разработать соединения, которые будут эффективно связываться с его поверхностью и полностью предотвращать гибель нейронов в мозге.
Команда использовала спектрометр ядерного магнитного резонанса (ЯМР). ЯМР-спектрометры работают путем помещения образца в сильное магнитное поле и применения радиоволн для возбуждения атомных ядер. Измеряя, как атомные ядра поглощают и переизлучают эти радиоволны, ученые могут определять такие свойства, как химический состав молекул.
Вместо чистых образцов исследователи проанализировали бета-амилоид, взаимодействующий с липидом, содержащимся в мембране нервных клеток. Это позволило смоделировать запутанную смесь клеток, содержащуюся в мозге.
Они измерили образцы с помощью спектрометра на 600 мегагерц и спектрометра на 1100 мегагерц и сравнили результаты. Специалисты уже знали, что более сильное магнитное поле повышает спектральное разрешение бета-амилоидных белков. Это исследование показало, что спектрометр ЯМР, использующий более сильное магнитное поле, также может лучше идентифицировать отдельные части бета-амилоида в реальном образце.
Несмотря на то, что белково-липидная смесь в целом выглядит хаотичной, улучшенные методы измерения позволили выявить отдельные, хорошо упорядоченные сегменты в объединенных образцах, а также свидетельство присутствия центрального ядра внутри амилоидных белков. Ученые надеются, что полученные результаты смогут помочь в разработке новых лекарств для лечения болезни Альцгеймера и связанных с ней заболеваний.
Ранее Наука Mail рассказала о скрытом механизме массового разрушения нейронов.
