Nanoczujniki do rozpoznawania choroby Alzheimera
W warunkach fizjologicznych każde białko ma ściśle określoną strukturę trójwymiarową, od której uzależnione jest jego funkcjonowanie. Istnieją jednak przypadki, gdy białko fałduje się nieprawidłowo, tworząc niewłaściwe struktury i powodując stany patologiczne. Przykładem jest choroba Alzheimera, wywołana niewłaściwym fałdowaniem peptydu beta amyloidu w fibryle i płytki, które tworzą agregaty w mózgu chorego. Czułe metody wykrywania tych niewłaściwie pofałdowanych białek ułatwiłyby szybkie rozpoznanie choroby. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu PROTEPROBE (Electrically Controlled Protein Conformation on 3D Tissue Scaffolds) pracowali nad techniką łączoną wykrywania zmian w fałdowaniu białek. Korzystali z bioczujników w postaci nanopłytek srebra, aby wykrywać optycznie fałdowanie białek i ich konformację, jak również z tranzystorów elektrochemicznych, aby rejestrować zmiany. Potwierdzeniem słuszności tej innowacyjnej techniki było udane wdrożenie prototypowego układu do detekcji fibronektyny w żywych komórkach i surowicy krwi. Z użyciem tego systemu udało się jednoznacznie rozróżnić między luźno wiązaną fibronektyną a rosnącymi fibrylami w rozwijającej się macierzy międzykomórkowej. Wykrywanie czynnika martwicy nowotworu alfa (TNFα) jest bardzo istotne ze względu na jego rolę w czynnościach mózgu i pojawianiu się napadów padaczkowych. Ważnym osiągnięciem projektu było wdrożenie systemu detekcji małej cytokiny, jaką jest TNFα. W tym celu zastosowano nanopłytki funkcjonalizowane przeciwciałami przeciw TNFα. Szczególnie cennym osiągnięciem był poziom detekcji w surowicy krwi wynoszący zaledwie 6 pg/ml. Podsumowując, czujnik PROTEPROBE umożliwia wykrywanie konformacji białek w sposób wcześniej nieosiągalny. Zdolność rozróżniania między strukturami białkowymi stanowi bezcenne narzędzie do diagnozowania chorób związanych z niewłaściwym fałdowaniem białek.
Słowa kluczowe
Choroba Alzheimera, nanopłytki, tranzystory elektrochemiczne, fibronektyna, TNFα