Новый подход к изучению нейронов позволит понять механизмы развития болезни Альцгеймера

Исследователи Университета МИСИС совместно с коллегами из Института молекулярной биологии РАН показали эффективность принципиально нового метода изучения нейрональных клеток. С помощью единственного в России сканирующего ион-проводящего микроскопа с конфокальным модулем ученые выяснили, что из-за болезни Альцгеймера клетки становится жестче, так как на их поверхности образуются скопления так называемых бета-амилоидных агрегатов.

Ученые
установили, что свойства нейрональных клеток — размер, плотность и упругость —
могут указывать на возможное наличие ишемии, травмы, болезни Паркинсона или
Альцгеймера. Одной из причин возникновения болезни Альцгеймера является
формирование бета-амилоидных агрегатов на поверхности нейронов из-за скопления
белков, которые нарушают нормальное функционирование нейронов. Наиболее
подходящий подход для изучения формирования этих скоплений — сканирующая
ион-проводящая микроскопия. Другие способы изучения нейронов затруднительны
из-за того, что можно повредить клетки. Ближайший аналог, с помощью которого
было получено большинство результатов по этой проблеме, — атомно-силовой
микроскоп. Однако его существенный недостаток заключается в сильном воздействии
на образцы.

«Мы установили, что у клеток повышается механическая жесткость после
формирования бета-амилоидных агрегатов на поверхности клеточной мембраны. При
ближайшем рассмотрении можно заметить, что на поверхности нейрона формируется
пора. В нее встраиваются бета-амилоидный агрегат, нарушающий нормальный ионный
гомеостаз клетки», — отметил инженер научного проекта лаборатории биофизики НИТУ
МИСИС Василий Колмогоров.

В новом исследовании удалось охарактеризовать структуру бета-амилоидных
агрегатов и определить жесткость нейрональных клеток. Это важно для изучения
цитоскелета — каркаса клеток, который придает им определенную форму и позволяет
сопротивляться внешнему давлению. Цитоскелет и механические свойства важны для
передачи сигналов в центральной нервной системе. В случае их нарушения возникают
когнитивные расстройства.

Чтобы определить, как бета-амилоидные агрегаты влияют на активные формы
кислорода (АФК), применена технология платиновых наноэлектродов. С их помощью
было замечено, что если бета-амилоид находится на поверхности клетки, то уровень
АФК сильно возрастает. Это означает, что наличие амилоидных бляшек на
поверхности мембраны клетки влияет на уровень окислительного стресса, что может
привести к гибели клетки. Подробно результаты исследования описаны в журнале ACS
Analytical Chemistry (Q1).

Источник: remedium.ru