Ein Aktenfoto des Indian Institute of Science in Bengaluru.
Forscher des Indian Institute of Science (IISc) haben eine kleine molekulare fluorogene Sonde entwickelt, die ein bestimmtes Enzym erkennen kann, das mit dem Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit verbunden ist. Eine solche Sonde kann leicht zu einem streifenbasierten Kit verarbeitet werden, das eine Diagnose vor Ort ermöglichen kann.
Die Alzheimer-Krankheit, eine neurodegenerative Erkrankung, führt bei vielen Menschen über 60 zu Gedächtnisverlust und beeinträchtigt die kognitiven Fähigkeiten. Derzeit verwendete Techniken zur Erkennung von Manifestationen der Krankheit (MRT-, PET- und CT-Scans) sind komplex, teuer und führen häufig zu Fehlfunktionen Laut den Forschern sind die Ergebnisse nicht eindeutig.
Die molekulare fluorogene Sonde wurde von Debasis Das, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Anorganische und Physikalische Chemie am IISc., und Jagpreet Sidhu, einem CV-Raman-Postdoktoranden in der Abteilung, entworfen.
„Unser Ziel war es, eine zuverlässige und kostengünstige Lösung zu finden. Fluorogene Sonden fluoreszieren nicht selbst, werden aber bei Reaktion mit einem Zielenzym fluoreszierend. Unser Zielenzym ist Acetylcholinesterase (AChE)“, sagte Herr Das.
Studien haben gezeigt, dass der AChE-Spiegel in den frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit aus dem Gleichgewicht gerät, was ihn zu einem potenziellen Biomarker für die Krankheit macht.
Gehirnzellen oder Neuronen sezernieren Neurotransmitter – Signalmoleküle, die andere Zellen anweisen, bestimmte Funktionen auszuführen. Acetylcholin (ACh) ist ein solcher Neurotransmitter. Sein Spiegel in unserem Nervensystem wird durch Enzyme wie AChE streng kontrolliert, die es in zwei Teile spalten – Essigsäure und Cholin.
Aktuelle Ansätze bestimmen den AChE-Spiegel indirekt durch Messung des Cholinspiegels.
„Sie liefern auch oft verwirrende Ergebnisse, weil AChE über Schwesterenzyme wie Butyrylcholinesterase und Cholinesterase verfügt, die auf ähnlichen Substraten, einschließlich ACh, wirken“, sagte Herr Das und fügte hinzu, dass sie jetzt einen Proof-of-Concept und einen Vorsprung haben.
„Unser Ziel ist es, es in einem Alzheimer-Krankheitsmodell zur Übersetzung zu bringen. Dazu müssen wir die Sonde modifizieren. Derzeit ist die Sonde UV-aktiv, was in hohen Dosen gewebeschädigend sein kann. Diese Modifikationen würden zur Entwicklung aktiver Nahinfrarot-Sonden führen, die für lebende Zellen sicherer wären und die Bildgebung tiefer Gewebe ermöglichen würden. Wir sind schon ziemlich nah dran“, fügte er hinzu.
Abgesehen von der Alzheimer-Krankheit kann eine solche Sonde auch für andere Anwendungen verwendet werden, etwa zur Erkennung von Pestizidvergiftungen, da AChE durch in einigen Pestiziden verwendete Verbindungen gehemmt werden kann, sagte Herr Sidhu.
