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Forscher entwickeln Methode zur früheren Erkennung der Alzheimer-Krankheit

Forscher entwickeln Methode zur früheren Erkennung der Alzheimer-Krankheit
  • Neue Forschungen haben eine Methode gefunden, mit der sich die Alzheimer-Krankheit früher erkennen lässt, mit zehnmal höherer Empfindlichkeit als aktuelle Bluttesttechnologie. 

  • Die Forscher haben ein künstliches Enzym namens Nanozyme entwickelt, das die Wirkung natürlicher Enzyme nachahmt, um AD-Proteine ​​in geringeren Konzentrationen als die derzeitige Technologie nachzuweisen.

  • Derzeit verwenden Labore ELISA-Tests, um Krankheiten zu erkennen, aber die bei AD gefundenen Beta-Amyloid-Proteine ​​sind zu klein, um sie zu erkennen, bisher mit dem Nanozyme. 

Dieser Artikel wurde in den Washington State University News veröffentlicht:

Wissenschaftler der Washington State University haben eine Methode zum Nachweis der Biomarker für die Alzheimer-Krankheit entwickelt, die zehnmal empfindlicher ist als aktuelle Bluttesttechnologien.

Obwohl sich die Forschung noch im Anfangsstadium der Entwicklung befindet, könnte sie zu einer früheren Erkennung der neurodegenerativen Hirnerkrankung führen, von der in den USA 5,8 Millionen Menschen betroffen sind. Prognosen zufolge wird die Zahl bis 2050 auf 14 Millionen Amerikaner ansteigen.

Unter der Leitung von Forschungsprofessor Dan (Annie) Du an der School of Mechanical and Materials Engineering der WSU berichten die Forscher in der Partnerzeitschrift Science über ihre Arbeit, ein künstliches Enzym zum Nachweis der Alzheimer-Biomarker einzusetzen. Forschung. WSU Ph.D. Die Studenten Zhaoyuan Lyu und Shichao Ding sind die Co-Erstautoren der Arbeit.

Bei der Alzheimer-Krankheit diagnostizieren Ärzte die Patienten am häufigsten anhand ihrer Symptome. Zu diesem Zeitpunkt haben die Patienten oft bereits schwere Hirnschäden. Bildgebende Verfahren wie Magnetresonanztomographie und CT-Scans können ebenfalls zur Bestätigung der Erkrankung eingesetzt werden, sind jedoch nicht für die Früherkennung geeignet.

Gelegentlich testen Ärzte die Rückenmarksflüssigkeit auf Beta-Amyloid-Proteine, Marker der Krankheit, aber der Prozess ist invasiver als ein einfacher Bluttest.

Eine gängige Methode zur Blutuntersuchung ist der ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay), der zum Testen auf verschiedene Krankheiten wie HIV, das AIDS verursacht, und Lyme-Borreliose verwendet wird. Der ELISA nutzt ein natürliches Enzym aus den Wurzeln von Meerrettich, das seine Farbe ändern kann, um das Vorhandensein von Krankheitsbiomarkern anzuzeigen. Allerdings ist der Nachweis der Beta-Amyloid-Proteine ​​von Alzheimer mit dieser Technik schwierig, da ihre Konzentration im Blut zu gering ist.

Letztes Jahr haben die WSU-Forscher ein künstliches Enzym mithilfe einer Einzelatomarchitektur entwickelt, das genauso effizient arbeiten konnte wie natürliche Enzyme. Ihr künstliches Enzym, Nanozyme genannt, besteht aus einzelnen Eisenatomen, die in stickstoffdotierten Kohlenstoffnanoröhren eingebettet sind.

Für diese Arbeit konnten die Forscher mit ihrem Einzelatom-Nanozym das aktive Zentrum eines natürlichen Enzyms nachahmen und die Proteine ​​der Alzheimer-Krankheit in Konzentrationen nachweisen, die zehnmal niedriger sind als bei kommerziell erhältlichen ELISA-Tests.

„Das von uns entwickelte Nanozym, das auf einem Einzelatom-Katalysator basiert, hat eine ähnliche Struktur wie ein natürliches Enzym mit bemerkenswerter enzymähnlicher Aktivität und ebnete den Weg für den Nachweis des Alzheimer-Biomarkers“, sagte Du.

Das Nanozym war außerdem robuster als natürliche Enzyme, die in sauren Umgebungen oder bei hohen Temperaturen abgebaut werden können. Außerdem sei es kostengünstiger und könne über einen längeren Zeitraum gelagert werden, fügte Du hinzu.

Lyu sagte, sie habe Familienangehörige, die von der Alzheimer-Krankheit betroffen seien, die so große Auswirkungen auf das tägliche Leben der Patienten und ihrer Familien habe. Sie hofft, dass sie dazu beitragen kann, die Krankheit früher zu erkennen.

„Dies zeigt ein großes Potenzial für die Diagnose der Alzheimer-Krankheit im Frühstadium“, sagte sie.

Der nächste Schritt der Forschung besteht darin, ihre Methode mit echten Blutproben zu testen.

Zusätzlich zum WSU-Team halfen Wissenschaftler aus Singapur bei der Modellierung der Struktur des Nanozyms, und Forscher der Oregon State University und der University of California halfen bei der Charakterisierung der Einzelatomkatalysatoren.

Diese Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Forschung im Oktober 2020. 



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