W przyszłości wysokoenergetyczne lasery mogą być stosowane w leczeniu choroby Alzheimera – informuje pismo „Scientific Reports”.
Zespół japońskich naukowców z uniwersytetów w Tokio i Osace, w którego skład weszli dr Takayasu Kawasaki, prof. Koichi Tsukiyama i prof. Akinori Irizawa, wykazał, że działający w zakresie dalekiej podczerwieni laser na swobodnych elektronach (FIR-FEL), może być wykorzystywany do rozkładania złogów białka amyloidowego.
Złogi amyloidowe są uważane za przyczynę wielu chorób — w tym choroby Alzheimera — i dlatego niezwykle ważne jest naukowe wyjaśnienie, w jaki sposób można się ich pozbyć. Pewne rodzaje amyloidu odgrywają również rolę w regulacji ekspresji genów u niektórych organizmów, a podobne do amyloidu struktury mogą być przydatne w wytwarzaniu biomateriałów. Dlatego odpowiednia technika powodowania rozpadu włókienek białek amyloidowych ma krytyczne znaczenie z punktu widzenia leczenia, modyfikacji struktur i funkcji biologicznych, a nawet inżynierii biomateriałów.
Laser FIR-FEL ma wysoką siłę penetracji i jest dobrze absorbowany przez układy biologiczne. Jest stosowany w obrazowaniu tkanek, w diagnostyce raka i badaniach biofizycznych. Nowe badania wykazały, że FIR-FEL może być również przydatny do rozkładania złogów amyloidu.
Badania przeprowadzono na peptydzie DFKNF, który samorzutne tworzy płytki włókien. Laser FIR-FEL zniszczył sztywną konformację płytki i zakłócił wiązania wodorowe pomiędzy sąsiednimi płytkami.
Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej i technik barwienia naukowcy potwierdzili również, że FIR-FEL powoduje zmiany morfologiczne we włóknach amyloidu. FIR-FEL może być stosowany do niszczenia włókien amyloidowych głęboko w tkankach, tak jak w przypadku choroby Alzheimera.
Ponadto, ponieważ włókniste białka działają jako rusztowania dla materiałów biokompatybilnych, FIR-FEL może być stosowany w inżynierii biomateriałowej w medycynie regeneracyjnej lub w systemach dostarczania leków.
„Po raz pierwszy na świecie stwierdziliśmy, że sztywny agregat włókienek amyloidu można skutecznie rozbić za pomocą lasera na swobodnych elektronach w obszarze terahercowym (długość fali 50–100 mikrometrów). Kolejnym krokiem byłoby zrozumienie, w jaki sposób FIR-FEL wpływa na różne typy włókienek peptydowych. Nasze badania mogą przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia nieuleczalnych chorób, takich jak choroba Alzheimera, a także mogą pomóc w opracowaniu nowych metod manipulowania strukturą materiałów biokompatybilnych” — podsumował dr Kawasaki.