Piccole strutture proteiche chiamate amiloidi sono la chiave per comprendere alcune devastanti malattie legate all'età. aggregati, o amiloidi ammucchiati appiccicosi, formare placche nel cervello, e sono i principali colpevoli della progressione delle malattie di Alzheimer e di Huntington.

Gli amiloidi sono così piccoli che non possono essere visualizzati utilizzando le tecniche microscopiche convenzionali. Un team di ingegneri della Washington University di St. Louis ha sviluppato una nuova tecnica che utilizza la fluorescenza temporanea, facendo lampeggiare le amiloidi, o "lampeggia, " e consentendo ai ricercatori di individuare meglio queste proteine ​​problematiche.

"È stato piuttosto difficile, trovare un modo per immaginarli in modo non invasivo, senza cambiare il modo in cui si uniscono, e anche trovare un modo per immaginarli a lungo termine per vedere come si raggruppano e formano strutture più grandi, " ha detto Matteo Lew, assistente professore presso il Preston M. Green Department of Electrical &Systems Engineering presso la School of Engineering &Applied Science. "Questo era il fulcro della nostra ricerca".

Attualmente, gli scienziati che cercano di visualizzare gli amiloidi usano grandi quantità di materiale fluorescente per rivestire le proteine ​​in una provetta. Quando si utilizza un microscopio a fluorescenza, le amiloidi brillano. Però, non è noto come i coloranti fissati in modo permanente possano alterare la struttura di base e il comportamento dell'amiloide. È anche difficile discernere le strutture su scala nanometrica in gioco utilizzando questa tecnica sperimentale di massa.

Leo, il cui obiettivo di ricerca include la microscopia a super risoluzione e l'imaging a singola molecola, ha lavorato con il suo ex collega della Washington University Jan Bieschke, ora professore associato di scienze del cervello presso l'University College di Londra, per sviluppare la nuova tecnica che li fa lampeggiare. Si chiama imaging di legame amiloide transitorio (TAB).

TAB utilizza un colorante standard chiamato tioflavina T, ma invece di rivestire le amiloidi, si attacca temporaneamente a loro uno alla volta. L'effetto non è permanente, e l'amiloide emette luce finché il colorante non si stacca, producendo un caratteristico effetto lampeggiante. I ricercatori sono stati in grado di utilizzare un microscopio a fluorescenza per osservare e registrare i battiti di ciglia. Hanno quindi localizzato la posizione di ciascuna tioflavina lampeggiante e hanno ricostruito un'immagine super risolta dell'esatta struttura amiloide.

"La tioflavina T si è comportata come un gruppo di lucciole, accendendosi ogni volta che entrano in contatto con l'amiloide, " ha detto Bieschke.

"Quello che abbiamo visto sono stati lampi di luce nel tempo, " disse Lew. "Sugli schermi dei nostri computer, vedresti questi singoli punti lampeggiare in sequenza. Siamo quindi stati in grado di sovrapporre tutti questi punti insieme, dandoci uno sguardo completo alla struttura. Se non li hai separati, vedresti una sfocatura."

Il team ha testato la tecnica TAB su una varietà di strutture amiloidi ed è stato in grado di ricostruire le immagini per tutte, per un lungo periodo di tempo e nelle varie fasi di aggregazione. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista ChemBioChem .

"C'è un'intima connessione tra vedere la struttura delle proteine ​​e imparare come queste proteine ​​interagiscono con i neuroni, " Disse Lew. "Alla fine, abbiamo bisogno dell'imaging per comprendere tutte le diverse forme e strutture che queste proteine ​​stanno costruendo nel tempo, e come questo si collega alla morte delle cellule in seguito."