Le fibrille amiloidi sono depositi di proteine ​​nel corpo che si uniscono per formare fibre microscopiche. La loro formazione è stata collegata a molte gravi malattie umane tra cui l'Alzheimer, Parkinson e diabete di tipo 2.

Fino ad oggi, gli scienziati non sono stati in grado di misurare in modo affidabile la velocità di crescita delle fibrille, poiché non esistevano strumenti in grado di misurare direttamente il tasso di crescita in soluzione. Però, i ricercatori dell'Università di Bath del Regno Unito e dell'ISIS Neutron e Muon Source hanno ora inventato una tecnica che fa proprio questo. I risultati del loro studio sono pubblicati in RSC Biologia Chimica .

"Si tratta di una svolta importante, poiché le informazioni sulla crescita delle fibre sono fondamentali per comprendere le malattie associate alle fibrille amiloidi, " ha detto il dottor Adam Squires del Dipartimento di Chimica di Bath, e coautore dello studio. "Sapere cosa fa crescere queste fibre più velocemente o più lentamente, o se si rompono e cosa li fa rompere, in altre parole, comprendere queste fibre a livello molecolare potrebbe alla fine avere implicazioni per i ricercatori che cercano trattamenti per queste gravi malattie".

Ha aggiunto:"Questa nuova tecnica aiuterà anche gli scienziati a studiare i ruoli non medici del ripiegamento e dell'autoassemblaggio delle proteine, ad esempio, nei processi biologici come l'ereditarietà nel lievito, o per la ricerca su nuovi nanomateriali."

Perché il tasso di crescita si misura meglio in soluzione

La maggior parte delle tecniche sperimentali per misurare la crescita delle fibrille in soluzione misurano solo la velocità con cui le proteine ​​si trasformano in materiale di fibrille nel complesso, non quanto è lunga ciascuna fibrilla o quanto velocemente sta crescendo. Altre tecniche misurano solo una fibrilla attaccata a una superficie come il vetro o la mica. Queste condizioni non riflettono il vero processo biologico, che avviene in soluzione.

I ricercatori del nuovo studio hanno utilizzato la diffusione di neutroni ad angolo ridotto (SANS) per studiare il tasso di crescita e la lunghezza delle fibrille amiloidi mentre si assemblavano in soluzione. Utilizzando i modi unici in cui i neutroni interagiscono con l'idrogeno e il suo isotopo deuterio, i ricercatori sono stati in grado di utilizzare la "corrispondenza di contrasto" per rendere tutte le fibrille invisibili ai neutroni a parte le punte in crescita. Utilizzando lo strumento SANS2D presso l'impianto di neutroni dell'ISIS, hanno visto questi suggerimenti diventare più lunghi in tempo reale. Ciò ha fornito una misurazione diretta del tasso di crescita, che non era mai stato fatto prima.

I risultati del tasso di crescita di questo studio si allineano con i valori stimati da altri metodi, indicando che SANS è uno strumento adatto per misurare la crescita delle fibrille amiloidi.

La tecnica ha anche permesso ai ricercatori di misurare il numero di estremità delle fibrille presenti in un dato campione. Questa informazione ha detto loro quante fibre separate stavano crescendo, e la lunghezza di ciascuno. La fragilità delle fibrille di diverse proteine, e quanto spesso si rompono in frammenti più corti esponendo più estremità in crescita, è una parte fondamentale del puzzle per comprendere la propagazione della malattia delle fibrille.

Il ricercatore capo Dr. Ben Eves ha condotto gli esperimenti a Bath come parte della sua borsa di studio per lo sviluppo della struttura ISIS.

"Sono entusiasta del successo di questo metodo, " ha detto. "Sviluppare questa tecnica è stata un'esperienza davvero sorprendente. Comprendere la crescita delle fibrille amiloidi è fondamentale per comprendere il loro patogeno, proprietà biologiche e tecnologiche".

Ha aggiunto:"In futuro, Credo che questa tecnica possa essere utilizzata per studiare l'effetto di diversi fattori che influenzano il tasso di crescita delle fibrille amiloidi, nonché per misurare l'impatto delle molecole terapeutiche (i mattoni dei farmaci) progettate per rallentare o prevenire la crescita delle fibrille amiloidi".