Embora as placas amilóides tenham sido intimamente associadas aos mecanismos que impulsionam a doença de Alzheimer, visualizar como as proteínas amilóides se agrupam continua a ser difícil. As fibrilas amilóides nanométricas são apenas uma fração do tamanho que os melhores microscópios de luz são capazes de resolver. Um novo trabalho que reaproveita um dos mais antigos reagentes conhecidos para amilóide parece ajudar a fornecer uma imagem mais clara de como as fibrilas se unem.

Uma equipe de pesquisadores da Washington University em St. Louis, EUA., e University College London no Reino Unido, demonstrou uma nova abordagem para imagens em nanoescala de estruturas amilóides sem alterá-las quimicamente. Usando Tioflavina T (ThT), um corante conhecido por quase um século por apresentar fluorescência quando em contato com fibrilas amilóides, o novo método permite aos pesquisadores visualizar as proteínas associadas às placas amilóides, chamado Aβ42 e Aβ40, mais precisamente do que nunca.

Kevin Spehar, um co-autor principal da equipe, descreverá seu trabalho em uma apresentação oral, intitulado "Long-Term Super-Resolution Imaging of Amyloid Structures Using Transient Binding of Thioflavin T, "no congresso OSA Biophotonics:Optics in the Life Sciences em Tucson, Ariz., EUA., 14 a 17 de abril de 2019.

Além de produzir imagens de agregados amilóides com resolução em nanoescala, a técnica do grupo permite que os pesquisadores tirem fotos de como as fibrilas se acumulam e reagem ao ambiente. Testando sua abordagem, a equipe foi capaz de ver diretamente pela primeira vez um medicamento anti-amilóide em ação.

"Quando se trata de amilóide, usamos palavras como 'monômero' e 'oligômero' e 'fibrila, 'mas essas palavras apenas descrevem o que fomos capazes de ver antes, "disse o co-autor do artigo, Dr. Matthew Lew." Essas palavras são completamente inadequadas para descrever precisamente o complexo, montagens variadas dessas moléculas. "

Embora o ataque aos métodos de montagem de amiloide se destaque como uma das principais propostas de terapia para a doença de Alzheimer, Dr. Jan Bieschke, outro co-autor do artigo, disse que estudar agregados amilóides apresenta desafios únicos para os pesquisadores.

Técnicas de imunofluorescência, que são empregados em muitas outras áreas da biologia e usam anticorpos para marcar biomoléculas, ficam aquém porque iriam interromper a tendência da amiloide de se agregar, tornando impossível estudar com precisão o mecanismo que leva ao Alzheimer.

A microscopia crioeletrônica oferece resolução superior, mas só pode fornecer um único, instantâneo estático de uma amostra amilóide.

"A imagem da dinâmica da amilóide por longos períodos é crucial se quisermos entender como uma droga afeta a agregação amilóide ou como ela desmonta uma fibra amilóide, "Bieschke disse.

Para resolver esses problemas, a equipe voltou-se para o fluoróforo de longa data, ThT, que evita a modificação da amiloide por não se ligar a ela covalentemente em primeiro lugar. Em vez de, cada molécula ThT fluoresce por cerca de 15 milissegundos enquanto em contato com a amilóide.

O resultado, Lew disse, é que o papel do ThT na imagem muda de um fluoróforo simples para um sensor molecular de amiloide.

"Isso significa literalmente usar uma molécula de um a dois nanômetros como sensor, "disse ele." Acho que este conceito tem muito potencial para ser generalizado para aplicações de imagem química e biomédica. "

A imagem permitiu que a equipe observasse como as fibrilas Aβ42 se remodelaram e se dissolveram com a introdução de galato de epi-galocatequina, um modelo de droga anti-agregação que Bieschke e colegas descobriram.

"A maioria das técnicas de microscopia de fluorescência, especialmente ao apontar para resolução nanométrica, requerem um ajuste fino cuidadoso de reagentes e condições, "Bieschke disse." Nossa abordagem removeu muito dessa complexidade. Ao mesmo tempo, ele pode ser combinado com abordagens tradicionais baseadas em anticorpos para imagens multiplexadas. "

Bieschke espera melhorar a técnica para ser capaz de ver como as estruturas amilóides se propagam no Alzheimer e doenças relacionadas. Lew disse que vê muitos usos futuros para o uso de moléculas como ThT como sensores moleculares, variando de pesquisas sobre a doença de Parkinson a diabetes e ciência dos materiais.