Российские ученые показали эффективность масс-спектрометрии для исследования главного маркера болезни Альцгеймера
Группа ученых Сколтеха под руководством профессора Евгения Николаева совместно с коллегами из МФТИ, Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта и Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля проанализировала возможности масс-спектрометрических методов по исследованию широкого спектра бета-амилоидных пептидов, входящих в число основных биомаркеров болезни Альцгеймера. Новые технологии на основе масс-спектрометрии помогут не только глубже разобраться в патогенезе заболевания, но и научиться диагностировать его на ранних стадиях, прогнозировать риск его возникновения и разрабатывать более эффективные терапевтические подходы.
В журнале Mass Spectrometry Reviews опубликована статья, в которой ученые обобщают последние достижения в этой области, а также сообщают о результатах своего исследования, где с помощью современных масс-спектрометрических методов им удалось обнаружить новый потенциальный триггер ускоренного образования в коре головного мозга амилоидных бляшек, которые считаются одной из причин развития болезни Альцгеймера.
Надо сказать, что эта болезнь — наиболее социально значимое нейродегенеративное заболевание среди пожилых людей и основная причина развития деменции. К числу самых характерных нейропатологических изменений при болезни Альцгеймера относится накопление в коре головного мозга бета-амилоидных пептидов, которые представляют собой фрагменты трансмембранного белка-предшественника бета-амилоида, состоящие из 39-42 аминокислот и различающиеся по длине и биохимическим свойствам.
Кроме того, они имеют отличия, обусловленные посттрансляционными модификациями (ПТМ), то есть изменениями химических свойств аминокислот, которые происходят уже после синтеза белка. Ученые обнаружили, что отдельные ПТМ больше других способствуют образованию бляшек и присутствуют в высоких концентрациях в сенильных бляшках пациентов с болезнью Альцгеймера. Наблюдая за всем разнообразием бета-амилоидных пептидов, можно повысить точность диагностики и эффективность контроля за прогрессированием заболевания. Наиболее точным и надежным методом анализа различных типов пептидов считается масс-спектрометрия.
«Мы стремились наглядно продемонстрировать возможности масс-спектрометрии по исследованию и диагностике болезни Альцгеймера. В нашей обзорной статье мы представили не только результаты собственных исследований, но и достижения других научных групп в этом направлении», − рассказывает один из авторов статьи, старший научный сотрудник Сколтеха Алексей Кононихин.
«Благодаря масс-спектрометрии, мы вышли на новый уровень в понимании сложности бета-амилоидных пептидов, которые присутствуют в самых разных изоформах по всему организму человека. Мы показали, что при болезни Альцгеймера их состав меняется, а обнаружив отдельные изоформы пептидов, в частности, в образце крови пациента, можно диагностировать болезнь Альцгеймера даже на ранней стадии».
Масс-спектрометрия — аналитический метод, широко используемый для анализа пептидов и белков и позволяющий получать информацию о составе биологического образца в виде масс-спектра, который показывает относительное содержание компонентов с разной массой, а, точнее, разным отношением массы к заряду. Поскольку аминокислоты различаются по массе, точное измерение массы пептида и его фрагментов позволяет определить аминокислотную последовательность пептида и наличие ПТМ.
«Использование методов масс-спектрометрии позволило нам не только обнаружить бета-амилоидные пептиды во всем их разнообразии, но и получить более полную картину происходящего. Масс-спектрометрия позволяет лучше понять патогенез болезни Альцгеймера и более точно диагностировать это заболевание, особенно на ранних стадиях», − продолжает Алексей Кононихин.
В отличие от обычных ПТМ, изомеризация аминокислот, имеющая особое значение в случае болезни Альцгеймера, не приводит к изменению массы пептида, поэтому обнаружить его не так просто. В случае бета-амилоидных пептидов особый интерес представляет спонтанная изомеризация седьмой аминокислоты в последовательности — остатка аспарагиновой кислоты. Эта модификация присутствует в большинстве бляшек у пациентов с болезнью Альцгеймера и считается потенциальным триггером накопления бета-амилоидов.
«Мы разработали количественный масс-спектрометрический метод обнаружения изомеризации и исследовали накопление пептидных форм в динамике. Впервые продемонстрировали сравнение бета-амилоидных пептидов из образцов ткани головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера и трансгенных мышей с близкой к болезни Альцгеймера симптоматикой.
Мы установили, что у трансгенных мышей с возрастом повышается степень изомеризации бета-пептидов в бляшках, причем процесс образования бляшек у этих мышей имеет весьма интересную динамику: в частности, начиная с семимесячного возраста растет содержание изомеризованных форм, а с десятимесячного — происходит быстрое формирование бляшек.
Таким образом, наши результаты частично подтверждают гипотезу о том, что изомеризация может служить триггером для образования бляшек, однако для окончательного подтверждения этой гипотезы необходимы дополнительные экспериментальные исследования», − отмечает в заключение Алексей Кононихин.
Представленные авторами результаты свидетельствуют о том, что применительно к исследованиям бляшек у пациентов с болезнью Альцгеймера масс-спектрометрические методы, обладающие высокой чувствительностью и специфичностью, могут стать эффективным инструментом для проверки результатов, полученных другими методами, а также для поиска новых видов бета-амилоидных пептидов. Анализ разновидностей таких пептидов имеет особое значение для уточнения патогенеза болезни Альцгеймера, прогнозирования повышенной степени риска развития заболевания и разработки эффективной терапии.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно