p Uma equipe de pesquisadores do Massachusetts General Hospital (MGH) e do Rowland Institute da Harvard University usou uma nanossonda especializada desenvolvida pelos pesquisadores de Harvard / Rowland para medir diretamente os níveis de proteínas-chave na vida, células em cultura. Conforme descrito no jornal Nano Letras , os pesquisadores usaram o dispositivo para rastrear os níveis das proteínas amilóide-beta (A-beta) e tau associadas à doença de Alzheimer em neurônios e outras células expostas a um anestésico conhecido por produzir alterações semelhantes ao Alzheimer nos cérebros de camundongos. Seus resultados apóiam a visão de que a geração de A-beta está entre as primeiras etapas que levam à neurodegeneração característica da doença de Alzheimer. p "Para estudar a dinâmica de A-beta e tau, precisávamos de uma forma de desencadear a expressão de ambas as proteínas e uma ferramenta para rastrear mudanças dinâmicas na expressão de proteínas, "diz o autor principal Feng Liang, PhD, pesquisador do Rowland Institute.

p Em 2008, alguns dos membros do MGH da equipe atual mostraram que o anestésico isoflurano induziu mudanças características vistas na doença de Alzheimer - incluindo ativação de enzimas de morte celular e geração de A-beta - em células em cultura e em cérebros de camundongos. Em 2014, os pesquisadores de Harvard / Rowland demonstraram a capacidade de seus nanodispositivos para detectar níveis de proteínas intracelulares em seres vivos, células em cultura. O estudo atual combina essas duas realizações para investigar uma questão-chave a respeito do mecanismo da doença de Alzheimer - se a geração de A-beta precede ou segue a geração da forma anormal de tau que caracteriza a doença.

p A ponta do dispositivo desenvolvido pelos investigadores de Harvard / Rowland tem cerca de 50 nanômetros (bilionésimos de metro) de diâmetro, cerca de 200 vezes menor do que uma única célula. Um nanobastão de ouro integrado serve como biossensor para o que é chamado de ressonância plasmônica de superfície - uma oscilação de elétrons em resposta a um sinal de luz que pode gerar uma leitura óptica refletindo sinais de ligação de proteínas. Os anticorpos direcionados a proteínas específicas podem ser integrados na sonda para fornecer medições específicas dos níveis de proteína. A equipe demonstrou pela primeira vez que era possível usar a sonda de ponta de fibra nanoplasmônica (nFTP) para quantificar os níveis de proteína em células individuais sem afetar sua vitalidade e viabilidade.

p Usando o dispositivo nFTP, os pesquisadores rastrearam as mudanças nos níveis de A-beta e a forma de tau associada ao Alzheimer, que é caracterizado por excesso de moléculas de fosfato, em células cultivadas que foram tratadas com isoflurano. As leituras indicaram que o aumento na expressão de A-beta precedeu o aumento nos níveis de tau fosforilada por várias horas. A equipe então mostrou que, enquanto bloqueia a expressão de A-beta, reduziu os níveis de tau, o bloqueio de tau não impediu o aumento inicial de A-beta. Contudo, sem expressão de tau fosforilada, Os níveis de A-beta finalmente começaram a cair, sugerindo uma sequência em que a geração de A-beta estimula a fosforilação de tau, que promove uma nova geração de A-beta.

p "Trouxemos o imunoensaio tradicional para células vivas com sensibilidade requintada, "diz Qimin Quan, PhD, um companheiro júnior no Instituto Rowland e co-autor correspondente do Nano Letras relatório. "O dispositivo ainda é limitado em sua capacidade de medir um grande número de células individuais, requerendo mais melhorias. Mas sua alta sensibilidade, A capacidade de célula única e sem rótulo o torna uma ferramenta única para diagnosticar amostras limitadas obtidas clinicamente. "

p Zhongcong Xie, MD, PhD, diretor da Unidade de Pesquisa de Anestesia Geriátrica do Departamento de Anestesia do MGH, Critical Care and Pain Medicine e co-autor do estudo, adiciona, "A cada ano, aproximadamente 8,5 milhões de pacientes com doença de Alzheimer precisam de anestesia e cuidados cirúrgicos em todo o mundo. Aprender como a anestesia afeta os mecanismos por trás da doença de Alzheimer exigirá a colaboração entre especialistas em anestesia, neurologia e engenharia. Além disso, esse uso de um anestésico e do dispositivo nFTP para medir as interações entre A-beta e tau é apenas o primeiro passo. "Xie é professor de Anestesia na Harvard Medical School.