טכניקת הדמיה חדשה שפותחה על ידי מהנדסים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס יכולה לתת למדענים מבט מקרוב בהרבה על מכלולי פיברילים, ערימות של פפטידים כמו עמילואיד בטא, הקשורים בעיקר למחלת אלצהיימר.
מכלולי פיבריל צולבים אלה הם גם אבני בניין שימושיות בתוך חומרים ביו-מעצבים ליישומים רפואיים, אך הדמיון שלהם לבני דודיהם עמילואיד בטא, שהסבכים שלהם הם סימפטום של מחלה ניוונית עצבית, מדאיג. חוקרים רוצים ללמוד כיצד רצפים שונים של פפטידים אלה קשורים לרעילותם ולתפקודם המשתנים, הן עבור פפטידים המופיעים באופן טבעי והן עבור בני דודיהם המהונדסים הסינטטיים.
כעת, מדענים יכולים להתבונן מקרוב במכלולי פיברילים כדי לראות שיש הבדלים בולטים באופן היערמות של פפטידים סינתטיים לעומת עמילואיד בטא. תוצאות אלו נובעות משיתוף פעולה פורה בין המחבר הראשי מתיו לו, פרופסור חבר במחלקה להנדסת חשמל ומערכות של Preston M. Green וג'אי רודרה, פרופסור חבר להנדסה ביו-רפואית, בבית הספר להנדסה ב-WashU McKelvey.
אנו מהנדסים מיקרוסקופים כדי לאפשר מדידות ננומטריות טובות יותר כדי שהמדע יוכל להתקדם".
מתיו לו, פרופסור חבר במחלקה להנדסת חשמל ומערכות בפרסטון מ. גרין
במאמר שפורסם ב ACS Nano, Lew ועמיתיו מתארים כיצד הם השתמשו בבדיקה הכימית האדומה של הנילוס כדי להדליק סיבי β צולבים. הטכניקה שלהם שנקראת מיקרוסקופיה של כיוון-מולקולה בודדת (SMOLM) משתמשת בהבזקי האור מהאדום הנילוס כדי להמחיש את מבני הסיבים הנוצרים על ידי פפטידים סינתטיים ועל ידי עמילואיד בטא.
השורה התחתונה: המכלולים האלה הרבה יותר מסובכים והטרוגניים מהצפוי. אבל אלה חדשות טובות, כי זה אומר שיש יותר מדרך אחת לערום בבטחה את החלבונים שלך. בעזרת מדידות ותמונות טובות יותר של מכלולי פיבריל, ביו-מהנדסים יכולים להבין טוב יותר את הכללים שמכתיבים כיצד דקדוק החלבון משפיע על רעילות ותפקוד ביולוגי, מה שמוביל לטיפולים יעילים יותר ופחות רעילים.
ראשית, מדענים צריכים לראות את ההבדל ביניהם, משהו מאוד מאתגר בגלל קנה המידה הזעיר של המכלולים האלה.
"אי אפשר להבחין בפיתול הסליל של הסיבים האלה באמצעות מיקרוסקופ אופטי, או אפילו כמה מיקרוסקופים ברזולוציה-על, כי הדברים האלה פשוט קטנים מדי", אמר לו.
עם טכנולוגיית הדמיה ממדית גבוהה שפותחה במעבדה של לו בשנתיים האחרונות, הם מסוגלים לראות את ההבדלים.
מיקרוסקופ פלואורסצנטי טיפוסי משתמש במולקולות פלורסנט כנורות כדי להדגיש היבטים מסוימים של מטרה ביולוגית. במקרה של עבודה זו, הם השתמשו באחד מאותם בדיקות, אדום הנילוס, כחיישן למה שהיה סביבו. כאשר אדום הנילוס חוקר באקראי את סביבתו ומתנגש בסיבים, הוא פולט הבזקי אור שהם יכולים למדוד כדי לקבוע היכן נמצאת הגשושית הפלורסנטית והכיוון שלה. מתוך הנתונים האלה, הם יכולים לחבר את התמונה המלאה של סיבים מהונדסים שנערכים בצורה שונה מאוד מאלה הטבעיים כמו עמילואיד בטא.
התמונה שלהם של מכלולי הפיברילים האלה יצרה את הכריכה של ה-ACS Nano והורכבה על ידי המחבר הראשון Weiyan Zhou, שקידד את התמונה בהתאם לאן הצביעו האדומים של הנילוס. התמונה המתקבלת היא מכלול זורם כחול ואדום של פפטידים שנראה כמו עמק נהר.
הם מתכננים להמשיך ולפתח טכניקות כמו SMOLM כדי לפתוח אפיקים חדשים של חקר מבנים ותהליכים ביולוגיים בקנה מידה ננו.
"אנחנו רואים דברים שאתה לא יכול לראות בטכנולוגיה קיימת", אמר לו.
