Złe białka a choroby Alzheimera i Parkinsona

Wciąż niewiele wiemy o właściwościach czy procesie powstawania nieprawidłowo uformowanych cząsteczek białka. Ich zbadania podjęła się dr inż. Joanna Olesiak-Bańska z Politechniki Wrocławskiej.

Dr inż. Joanna Olesiak-Bańska
Foto: Bartek Sadowski / PW

Podstawowym celem projektu prowadzonego przez dr inż. Joannę Olesiak-Bańską z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej jest zbadanie mało poznanych do tej pory właściwości amyloidów.

Amyloidy to nieprawidłowo uformowane cząsteczki białka, które gromadzą się w organizmie.

Związane są z tzw. chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak np. choroba Alzheimera czy choroba Parkinsona. Nietrudno sobie wyobrazić, że w dalszej perspektywie wyniki te będzie można wykorzystać w pracach nad ulepszeniem diagnostyki tych chorób.

„Aktualnie diagnostyka chorób związanych z amyloidami opiera się przede wszystkim na wywiadzie, na ocenie zachowania danej osoby” – mówi dr Olesiak-Bańska.

„Można co prawda wykonać rezonans magnetyczny, ale złogi amyloidowe, czyli odkładające się w różnych narządach szkodliwe białka, widoczne są tylko wtedy, gdy są one już bardzo duże, czyli kiedy już niewiele da się z tym zrobić. Natomiast proponowana przez nas technika może potencjalnie wykrywać już mniejsze jednostki i zawczasu ostrzegać, że pojawiło się większe stężenie amyloidów i występuje choroba” – tłumaczy dr Olesiak-Bańska.

Nadzieja na dokładne poznanie właściwości amyloidów kryje się w badaniach ich potencjalnych właściwości ciekłokrystalicznych.

„Ciekłe kryształy to materiały, które zachowują się jak ciecz, ale cząsteczki w nich są uporządkowane. Oznacza to, że znajdują się na pograniczu pomiędzy cieczą a kryształem. Przez to, że cząsteczki są uporządkowane, mają właściwości optyczne, dzięki którym łatwo je zobrazować” – wyjaśnia wrocławska badaczka.

Dlaczego właśnie to może się okazać ważne? „Nie wiemy, w jaki dokładnie sposób powstają amyloidy” – przyznaje.

„Na początku mamy tylko jedną, nieprawidłowo uformowaną cząsteczkę białka. Później, w nieznany nam sposób, łączy się ona z kolejnymi, budując w ten sposób amyloidy. Jeśli udałoby nam się potwierdzić, że złogi amyloidowe to ciekłe kryształy, moglibyśmy zacząć badać i opisywać powstawanie takiego złogu za pomocą technik i mechanizmów, które aktualnie stosujemy do badania ciekłych kryształów” – mówi dr Olesiak-Bańska.

„Głównym celem naszego projektu jest opracowanie nowej metody obrazowania amyloidów. Mamy zamiar połączyć dwie metody, które razem mogą do tego doprowadzić” – zaznacza.

Co to właściwie oznacza? Wrocławscy badacze zamierzają zastosować mikroskopię wielofotonową, za pomocą której mogliby zbadać tzw. optyczne właściwości nieliniowe amyloidów. Efekty te będą z kolei wzmacniać, posługując się nanocząstkami złota.

„Każdy materiał ma właściwości optyczne, które opisują, w jaki sposób absorbuje on i emituje światło” – tłumaczy wrocławska badaczka.

„Optyczne właściwości nieliniowe określają, jak wydajnie dany materiał (w tym wypadku – właśnie amyloidy) absorbuje światło, kiedy wzbudzany jest wielofotonowo. Ważne jest jednak to, że materiałów tych nie oświetlamy zwykłą lampą czy laserem o małej mocy, tylko wzbudzamy je laserem impulsowym o dużej mocy, dzięki czemu uzyskujemy wielofotonowe procesy” – zaznacza.

Jak sądzą badacze, efekty nieliniowe mogą zostać wzmocnione przez nanocząstki złota, co pozwoliłoby za ich pomocą ulepszyć proces obrazowania amyloidów.

„Nanocząstki złota wykorzystywane w naszym projekcie mają od 10 do ok. 100 nanometrów. Złoto w takiej formie ma zupełnie nowe właściwości optycznie: dzięki niemu możemy modyfikować światło laserowe, którym oświetlamy próbkę materiału. Pozwala to np. bardzo mocno wzmacniać to światło lokalnie, jak również wywierać za jego pomocą efekty fototermiczne, czyli zamieniać promieniowanie w energię cieplną” – dodaje dr Olesiak-Bańska.

Katarzyna Florencka

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl