Nya möjligheter att förstå Alzheimers sjukdom

För första gången har forskare under en längre period kunnat färga proteinklumpar i hjärnan hos möss med alzheimerliknande sjukdom. Spårarmolekylerna som används har utvecklats av forskare vid LiU. Med den nya metoden kan forskare följa hur de skadliga klumparna bildas och utvecklas över tid – några av de största frågorna inom forskningsfältet.

Mikroskopibild med en gulaktig och en blåaktig oregelbunden struktur.Amyloid-beta-aggregat som färgats av två olika spårarmolekyler (grön respektive röd pil). Foto Peter Nilsson

Det är forskare vid Harvard Medical School i USA som har injicerat LiU-forskarnas lysande spårarmolekyler i blodet på möss och visat att de därefter kan visualisera proteinklumpar i mössens hjärna i upp till sex veckor. Sådana proteinklumpar, eller aggregat, av olika proteiner som amyloid-beta och tau, är ett kännetecken vid Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom och andra neurodegenerativa tillstånd där nervcellerna dör.

Det finns fortfarande många frågetecken kring varför vissa proteiner ibland klumpar ihop sig och med tiden bildar plack i hjärnan. Därför har forskarvärlden ett stort behov av verktyg för att följa processen. Och här är tidsaspekten central. Med de spårarmolekyler som funnits tidigare kan forskare få ögonblicksbilder av mängden plack i hjärnan vid en specifik tidpunkt. Tack vare att LiU-forskarnas nya spårarmolekyler avger signal under lång tid öppnas nya möjligheter upp för forskningen om neurodegenerativa sjukdomar.Peter NilssonPeter Nilsson Foto Karin Söderlund Leifler

– Den största fördelen vi ser i den här studien på möss är att man skulle kunna använda spårarmolekylerna till att studera i realtid hur proteinaggregaten bildas. Bland annat skulle forskare kunna undersöka när i processen nervceller börjar dö på grund av proteinaggregaten, säger Peter Nilsson, professor i organisk kemi vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM), som har utvecklat spårarmolekylerna.

I studien, som publicerats i tidskriften Acta Neuropathologica Communications, såg forskarna hur spårarmolekylerna färgade in nybildade proteinklumpar i takt med att proteinaggregaten bildades. Samarbetet med forskarna vid Harvard Medical School kommer att fortsätta, där de amerikanska forskarna med hjälp av LiU-forskarnas molekyler kommer att titta vidare på flera av de frågeställningar där metodiken öppnat upp nya vägar framåt.

– I studien visar vi också att om vi använder två spårarmolekyler samtidigt kan vi se olika typer av aggregat av amyloid-beta, och inte bara den totala mängden proteinaggregat. Det har man inte kunnat se tidigare i levande möss, säger Peter Nilsson.

Tidigare har forskarna hittat olika former av amyloidaggregat i hjärnvävnad från avlidna människor med Alzheimers sjukdom. De misstänker att flera olika typer av aggregat är inblandade i sjukdomsförloppet.

Siktar mot klinisk användning

Peter Nilsson och hans kollegor hoppas att spårarmolekylerna på sikt kommer att kunna användas i diagnostik inom vården. Men dit är det en bit kvar. I levande människor går det nämligen inte att använda samma sätt att synliggöra var i hjärnan spårarmolekylerna har bundit till proteinaggregat. Forskarna vill därför anpassa spårarmolekylerna så att de kan detekteras på ett sätt som används inom vården i dag. I samarbete med Uppsala Akademiska Sjukhus kommer de att koppla på radioaktiva isotoper till molekylerna, vilket gör det möjligt att se dem med PET-kamera (positronemissionstomografi).

– Om vi kan börja använda de här spårarmolekylerna i patienter, tror jag att det första steget blir att använda spårarmolekylerna i kliniska studier för att följa effekten av olika potentiella behandlingar. En intressant fråga att titta närmare på är om olika behandlingar påverkar olika former av proteinaggregat, säger Peter Nilsson.

Artikeln:In vivo detection of tau fibrils and amyloid β aggregates with luminescent conjugated oligothiophenes and multiphoton microscopy”, Maria Calvo-Rodriguez, Steven S. Hou, Austin C. Snyder, Simon Dujardin, Hamid Shirani, K. Peter R. Nilsson och Brian J. Bacskai, Acta Neuropathologica Communications, publicerad online 8 november 2019, doi: 10.1186/s40478-019-0832-1

Mer om spårarmolekylerna
Visa/dölj innehåll

Forskning inom kemi
Visa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiU
Visa/dölj innehåll