Eiwitklonteringen zichtbaar gemaakt met behulp van vloeibare kristallen (afb.: Adv.funct.materials)

Vloeibare kristallen ken je waarschijnlijk van van beeldschermen, maar er schijnt nu een toepassing voor bedacht te zijn die niets met tv’s of computers te maken heeft: het detecteren van eiwitvezels in, bijvoorbeeld, de hersens. Om het wat beeldend te zeggen (en een tikkie te): vloeibare kristallen maken Alzheimer zichtbaar. De methode, ontwikkeld door onderzoekers van de universiteit van Chicago, zou het diagnosticeren van hersenziektes eenvoudiger en goedkoper maken. Ook zouden die ziektes met deze methode eerder zijn te ontdekken dan met bestaande technieken.“Het is erg belangrijk om technieken te ontwikkelen die ons in staat stellen de vorming van zogeheten amyloïde vezels te ontdekken als ze beginnen te groeien”, zegt onderzoeker Juan de Pablo. “We hebben een systeem ontwikkeld dat dat doet op een eenvoudige en goedkope manier en de gevoeligheid lijkt zeer hoog te zijn.” Amyloïdevezels zijn eiwitklonteringen die bij de ziekte van Alzheimer of de gekkekoeienziekte, in de hersens ‘groeien’, maar ook bij suikerziekte type II in de alvleesklier. Onderzoekers zouden de vorming van die opeenhopingen graag willen bestuderen, teneinde er iets tegen te vinden, maar de amyloïdevezels zijn in de beginfase, als ze als het schadelijkst worden beschouwd, niet of nauwelijks waarneembaar met de microscoop. Daarom vallen onderzoekers en artsen in dit soort gevallen terug op duurdere technieken als fluorescentiemicroscopie of neutronenverstrooiing.

Waarom is me duister, maar de onderzoekers in Chicago gokten op vloeibare kristallen. Ze bekeken hoe die reageerden op verstoring aan het oppervlak. Ze fabriceerden een vloeibaar kristallijn materiaal (SCB), dat goed bestudeerd schijnt te zijn. De Pablo noemt het dan ook de fruitvlieg van de materiaalkunde. Vervolgens voegden ze allerlei chemicialiën toe om er voor te zorgen dat de kristallen in lijn gingen liggen en geen licht doorlieten. Boven op die laag dreef een membraan dat veel weg had van dat van biologische cellen. Dat geheel werd besprenkeld met water met moleculen (eiwit, neem ik aan) die spontaan giftige klonteringen vormden. De Pablo: “Als die klonteringen groeiden op het membraan, dan beeldden die zich af op de eronder liggende SCB-kristallen, die daardoor een andere oriëntatie aannamen, waardoor ze wel weer licht doorlieten.”
De eiwitvezels zijn dan klein (zo’n 10 nm dik en 100 nm lang) , veel kleiner dan een rood bloedlichaampje (7,5 µm = 7500 nm), maar de verstoring die ze veroorzaken wordt vergroot door de vloeibare kristallen, zodat de vezels ook te zien zijn met behulp van een eenvoudige lichtmicroscoop, waar ze als kleine heldere vlekken in een zwarte zee zijn te zien. De Pablo: “Die heldere vlekken worden groter en nemen uiteindelijk de vorm aan van vezels, maar je ziet niet de vezels maar de vloeibare kristallen die op de vezels reageren.”
De onderzoekers zijn nu bezig sensoren te ontwikkelen waarbij gewerkt kan worden met druppels vloeibare kristallen in een emulsie, voor het gebruiksgemak. Met die sensoren zouden dan bloedmonsters of monsters van andere lichaamsvloeistoffen (hersenvocht?) bekeken kunnen worden op het voorkomen van eiwitklonteringen. Volgens De Pablo zou daarmee bij suikerziekte, Alzheimer of Parkinson een diagnose gesteld kunnen worden die veel goedkoper is dan met de huidige technieken mogelijk is. Ik zit nog wel even met een probleem: die eiwitklontering komen voor in de organen. Ongetwijfeld komt daar wat van in het bloed terecht (neem ik maar even aan), maar betekent dat ook dat de ‘patiënt’ ook een van die ziektes (in wording) heeft? Ik ga er maar even van uit dat de onderzoekers daar over hebben nagedacht.

Bron: Science Daily