محققان روش جدیدی را برای اندازه گیری سرعت رشد فیبریل اختراع کردند

16آوریل 2021 - فیبریل های آمیلوئیدی، از رسوبات پروتئینی در بدن ما ساخته می شوند، این رسوبات به هم می پیوندند و فیبرهای میکروسکوپی را تشکیل می دهند که همان فیبریل های آمیلوئیدی هستند. شکل گیری آنها با بسیاری از بیماری های جدی انسانی از جمله آلزایمر، پارکینسون و دیابت نوع 2 در ارتباط است.

تا به امروز، دانشمندان قادر به اندازه گیری سرعت رشد فیبریل به روشی قابل اعتماد نبودند، زیرا هیچ ابزاری وجود ندارد که بتواند مستقیماً میزان رشد فیبریل ها را در محلول اندازه گیری کند. با این حال، محققان دانشگاه Bath درانگلستان و منبع نوترون و موآن[1] ISIS، اکنون تکنیکی را اختراع کرده اند که دقیقاً همین کار را می کند. نتایج حاصل از مطالعه ی آنها در ژورنال RSC Chemical Biology منتشر شده است.

دکترAdam Squires ، همیار این مطالعه از گروه شیمی در دانشگاه Bath، گفت:این یک موفقیت مهم محسوب می شود، زیرا اطلاعات در مورد رشد فیبریل ها برای درک بیماری های مرتبط با آنها کلیدی است. دانستن اینکه چه چیزی باعث رشد سریعتر یا کندتر این فیبریلها می شود، یا اینکه آیا آنها قابل تجزیه هستند و چه چیزی باعث شکستن یا تجزیه ی آنها می شود، به عبارت دیگر، درک فیبریلها در سطح مولکولی، در نهایت می تواند به محققانی که به دنبال درمان این بیماری های جدی هستند، کمک کند.

وی افزود: این روش جدید همچنین به دانشمندان برای تحقیق در مورد نقش های غیر پزشکی فولدینگ پروتئین ها و مونتاژ خود به خودی آنها، به عنوان مثال، در فرآیندهای بیولوژیکی مانند وراثت در مخمر یا تحقیق در مورد نانومواد جدید، کمک خواهد کرد.

چرا سرعت رشد بهتر است در محلول اندازه گیری شود

اکثر تکنیک های آزمایشی برای اندازه گیری رشد فیبریل در محلول، فقط سرعت تبدیل پروتئین ها را به فیبریلها به طور کلی اندازه گیری می کند، نه این که طول هر فیبریل یا سرعت رشد آن چقدر است. تکنیک های دیگر فقط یک فیبریل متصل به سطحی مانند شیشه یا میکا را اندازه گیری می کنند. این شرایط روند بیولوژیکی واقعی را که در محلول اتفاق می افتد، منعکس نمی کند.

محققان برای این مطالعه ی جدید از پراکندگی نوترون زاویه ی کوچک(SANS)  برای مطالعه میزان رشد و طول فیبرهای آمیلوئیدی در حالی که در محلول جمع شده اند، استفاده کردند. با استفاده از روش های منحصر به فرد، برای بررسی تعامل نوترون ها با هیدروژن و دوتریم، محققان توانستند با استفاده از "تطبیق کنتراست" ، تمام فیبریلها به غیر از نوکهایی که از آن طرف رشد می کنند را در برابر نوترون ها نامرئی کنند. آنها با استفاده از ابزارSANS2D ، در تاسیسات نوترونی ISIS ، طولانی تر شدن این نوک را در زمان واقعی مشاهده کردند. این یک اندازه گیری مستقیم از نرخ رشد بود، که قبلاً هرگز انجام نشده بود.

نتایج نرخ رشد در این مطالعه با مقادیر برآورد شده از روش های دیگر مطابقت دارد و نشان می دهد که SANS ابزاری مناسب برای اندازه گیری رشد فیبریل آمیلوئیدی است.

این روش همچنین به محققان امکان اندازه گیری تعداد انتهای فیبریلی موجود در یک نمونه را داد. این اطلاعات به آنها گفت که چند فیبر جداگانه در حال رشد هستند و طول هر یک از آنها چقدر افزایش می یابد. شکنندگی فیبریل های پروتئین های مختلف، و اینکه هر چند وقت یکبار به قطعات کوتاه تری تقسیم می شوند، و در نتیجه تعداد نوکهایی که رشد می کند افزایش می یابد، یک قسمت اصلی از معما برای درک بیماریهای مرتبط با تشکیل فیبریل است.

دکترBen Eves ، محقق ارشد این تحقیق، در دوره دانشجویی خود در زمینه توسعه تاسیسات ISIS،این آزمایشات را در Bath انجام داد.وی گفت: من از موفقیت این روش خوشحالم. توسعه این تکنیک یک تجربه واقعاً شگفت انگیز بود. درک چگونگی رشد فیبریل های آمیلوئید برای درک خصوصیات بیماری زایی، بیولوژیکی و تکنولوژیکی آنها اساسی است.

وی افزود: در آینده، من معتقدم که این روش می تواند برای بررسی تأثیر عوامل مختلفی که بر میزان رشد فیبریل های آمیلوئید تأثیر می گذارند، و همچنین برای اندازه گیری تأثیر مولکول های درمانی طراحی شده برای کاهش رشد و یا جلوگیری از رشد فیبریلهای آمیلوئیدی، بکار گرفته شود.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210416/Researchers-invent-new-technique-to-measure-the-speed-of-fibril-growth.aspx