Масс-спектрометрия способна помочь в изучении болезни Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера – это нейродегенеративное заболевание, которое может привести к деменции. При этом заболевании в коре головного мозга накапливаются бета-амилоидные пептиды – «обломки» бета-амилоидов, обычных белков, которые находятся в мембранах клеток. Эти пептиды различаются не только по длине аминокислотной последовательности, но и по биохимическим свойствам. Кроме того, эти пептиды могут иметь посттрансляционные модификации (ПТМ), связанные с изменением аминокислот после синтеза белка. При болезни Альцгеймера такие пептиды с ПТМ накапливаются в сенильных бляшках, которые образуются и при нормальном процессе старения.

Российские ученые показали важность масс-спектрометрии для исследования болезни Альцгеймера и ее диагностики. Этот аналитический метод показывает относительное содержание компонентов с разным соотношением массы к заряду. Поэтому масс-спектрометрия позволяет точно различать разные бета-амилоидные пептиды и их ПТМ. Благодаря этому методу ученые по всему миру собрали информацию о разных формах бета-амилоидных пептидов, которые могут присутствовать по всему организму. Кроме того, масс-спектрометрия позволяет обнаруживать эти пептиды в крови, что важно для диагностики болезни Альцгеймера на ранних стадиях.

Исследователи обратили внимание также на результаты своей работы, в которой изучали одну из ПТМ – изомеризацию. При изомеризации состав пептида не меняется, поэтому ее нельзя зафиксировать с помощью масс-спектрометрии. При этом изомеризация остатка аспарагиновой кислоты в бета-амилоидных пептидах очень важна. Такая ПТМ есть практически во всех бляшках у пациентов, страдающих от болезни Альцгеймера, и считается, что она запускает процесс накопления бета-амилоидных пептидов. Ученые разработали спектрометрический метод обнаружения изомеризации, а также доказали значимость этой ПТМ на мышиных моделях. В них сначала накапливались изомеры, а затем начиналось стремительное формирование бляшек.