Las fibrillas de amiloide son depósitos de proteínas en el cuerpo que se unen para formar fibras microscópicas. Su formación se ha relacionado con muchas enfermedades humanas graves, incluida la enfermedad de Alzheimer, Parkinson y diabetes tipo 2.

Hasta hoy, los científicos no han podido medir de manera confiable la velocidad del crecimiento de las fibrillas, ya que no ha habido herramientas que puedan medir directamente la tasa de crecimiento en solución. Sin embargo, Investigadores de la Universidad de Bath del Reino Unido y de ISIS Neutron and Muon Source han inventado una técnica que hace precisamente eso. Los resultados de su estudio se publican en Biología química de RSC .

"Este es un avance importante, ya que la información sobre el crecimiento de la fibra es clave para comprender las enfermedades asociadas con las fibrillas amiloides, "dijo el Dr. Adam Squires del Departamento de Química de Bath, y coautor del estudio. "Sabiendo qué hace que estas fibras crezcan más rápido o más lento, o si se rompen y qué hace que se rompan, en otras palabras, comprender estas fibras a nivel molecular, eventualmente podría tener implicaciones para los investigadores que buscan tratamientos para estas enfermedades graves ".

Añadió:"Esta nueva técnica también ayudará a los científicos a investigar las funciones no médicas del plegamiento y el autoensamblaje de proteínas, por ejemplo, en procesos biológicos como la herencia en levaduras, o para la investigación de nuevos nanomateriales ".

Por qué la tasa de crecimiento se mide mejor en solución

La mayoría de las técnicas experimentales para medir el crecimiento de fibrillas en solución solo miden la rapidez con la que las proteínas se transforman en material de fibrillas en general. no cuánto mide cada fibrilla o qué tan rápido está creciendo. Otras técnicas miden solo una fibrilla adherida a una superficie como vidrio o mica. Estas condiciones no reflejan el proceso biológico real, que ocurre en solución.

Los investigadores del nuevo estudio utilizaron la dispersión de neutrones de ángulo pequeño (SANS) para estudiar la tasa de crecimiento y la longitud de las fibrillas amiloides a medida que se ensamblaban en solución. Al utilizar las formas únicas en que los neutrones interactúan con el hidrógeno y su isótopo deuterio, los investigadores pudieron utilizar la "correspondencia de contraste" para hacer que todas las fibrillas fueran invisibles a los neutrones, aparte de las puntas en crecimiento. Usando el instrumento SANS2D en la instalación de neutrones ISIS, vieron cómo estos consejos se alargaban en tiempo real. Esto dio una medida directa de la tasa de crecimiento, que nunca se había hecho antes.

Los resultados de la tasa de crecimiento de este estudio se alinean con los valores estimados de otros métodos, lo que indica que SANS es una herramienta adecuada para medir el crecimiento de fibrillas de amiloide.

La técnica también permitió a los investigadores medir el número de extremos de fibrillas presentes en una muestra determinada. Esta información les dijo cuántas fibras separadas estaban creciendo, y la longitud de cada uno. La fragilidad de las fibrillas de diferentes proteínas, y con qué frecuencia se rompen en fragmentos más cortos exponiendo más extremos en crecimiento, es una parte clave del rompecabezas para comprender la propagación de la enfermedad de las fibrillas.

El investigador principal, el Dr. Ben Eves, llevó a cabo los experimentos en Bath como parte de su beca de ISIS Facility Development.

"Estoy encantado con el éxito de este método, ", dijo." El desarrollo de esta técnica fue una experiencia realmente asombrosa. Comprender el crecimiento de las fibrillas amiloides es fundamental para comprender su patógeno, propiedades biológicas y tecnológicas ".

Añadió:"En el futuro, Creo que esta técnica podría usarse para investigar el efecto de diferentes factores que afectan la tasa de crecimiento de las fibrillas amiloides, así como para medir el impacto de las moléculas terapéuticas (los componentes básicos de los medicamentos) diseñadas para ralentizar o prevenir el crecimiento de las fibrillas amiloides ".