Le proteine che formano grumi sono presenti in molte malattie difficili da trattare, come la SLA, l'Alzheimer e il Parkinson. I meccanismi alla base del modo in cui le proteine interagiscono tra loro sono difficili da studiare, ma ora i ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, hanno scoperto un nuovo metodo per catturare molte proteine in trappole di dimensioni nanometriche. All'interno delle trappole, le proteine possono essere studiate in un modo che prima non era possibile.
"Crediamo che il nostro metodo abbia un grande potenziale per aumentare la comprensione dei processi precoci e pericolosi in una serie di malattie diverse e portare infine alla conoscenza di come i farmaci possono contrastarle", afferma Andreas Dahlin, professore alla Chalmers, che ha guidato il progetto di ricerca. .
La ricerca è stata presentata nell'articolo scientifico "Stable intrappolamento di più proteine in condizioni fisiologiche utilizzando camere su nanoscala con porte macromolecolari", recentemente pubblicato su Nature Communications .
Le proteine che formano grumi nel nostro corpo causano un gran numero di malattie, tra cui la SLA, l'Alzheimer e il Parkinson. Una migliore comprensione di come si formano i grumi potrebbe portare a modi efficaci per dissolverli in una fase iniziale, o addirittura impedirne la formazione. Oggi esistono diverse tecniche per studiare le fasi successive del processo, quando i cespi sono diventati grandi e hanno formato lunghe catene, ma fino ad ora è stato difficile seguirne lo sviluppo iniziale, quando sono ancora molto piccoli. Queste nuove trappole possono ora aiutare a risolvere questo problema.
I ricercatori descrivono il loro lavoro come il cancello più piccolo del mondo che può essere aperto e chiuso con il semplice tocco di un pulsante. Le porte diventano trappole che bloccano le proteine all'interno di camere su scala nanometrica. Alle proteine viene impedita la fuga, estendendo il tempo in cui possono essere osservate a questo livello da un millisecondo ad almeno un'ora. Il nuovo metodo consente inoltre di racchiudere diverse centinaia di proteine in un piccolo volume, una caratteristica importante per un'ulteriore comprensione.
"Gli ammassi che vogliamo vedere e comprendere meglio sono costituiti da centinaia di proteine, quindi se vogliamo studiarli, dobbiamo essere in grado di intrappolare quantità così grandi. L'elevata concentrazione in un piccolo volume significa che le proteine si scontrano naturalmente tra loro, il che rappresenta uno dei principali vantaggi del nostro nuovo metodo", afferma Dahlin.
Affinché la tecnica possa essere utilizzata per studiare il decorso di malattie specifiche, è necessario un continuo sviluppo del metodo. "Le trappole devono essere adattate per attirare le proteine collegate alla particolare malattia a cui sei interessato. Ciò su cui stiamo lavorando ora è pianificare quali proteine siano più adatte allo studio", afferma Dahlin.
Le porte che i ricercatori hanno sviluppato sono costituite dalle cosiddette spazzole polimeriche posizionate all'imboccatura di camere di dimensioni nanometriche. Le proteine da studiare sono contenute in una soluzione liquida e vengono attratte dalle pareti delle camere dopo uno speciale trattamento chimico. Quando i cancelli sono chiusi, le proteine possono liberarsi dalle pareti e iniziare a muoversi l'una verso l'altra.
Nelle trappole è possibile studiare singoli gruppi di proteine, il che fornisce molte più informazioni rispetto allo studio di molti gruppi contemporaneamente. Ad esempio, i grumi possono formarsi mediante meccanismi diversi e avere dimensioni e strutture diverse. Tali differenze possono essere osservate solo se le si analizza una per una.
In pratica, le proteine possono essere trattenute nelle trappole per quasi qualsiasi periodo di tempo, ma attualmente il tempo è limitato dalla durata del marcatore chimico, di cui devono essere dotate per diventare visibili. Nello studio, i ricercatori sono riusciti a mantenere la visibilità fino a un'ora.
Ulteriori informazioni: Justas Svirelis et al, Intrappolamento stabile di più proteine in condizioni fisiologiche utilizzando camere su scala nanometrica con porte macromolecolari, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-40889-4
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dal Consiglio svedese delle ricerche
