Met deze nieuwe methode verkregen de wetenschappers directe informatie over de biochemische samenstelling van de plaques. Dit draagt bij aan een beter begrip van de ziekte van Alzheimer.
Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Optics en is uitgevoerd in het VU LaserLaB, in samenwerking met de afdeling Pathologie van Amsterdam UMC, locatie VUmc. De onderzoeksresultaten zijn verkregen tijdens een bachelor-onderzoeksproject van Loes Ettema, die tijdens het onderzoek derdejaarsstudent Medische Natuurwetenschappen was.
Verkeerd opgevouwen
De ziekte van Alzheimer is de meeste voorkomende vorm van dementie en wordt gekenmerkt door de aanwezigheid in de hersenen van zogenaamde beta-amyloïde plaques: klompjes onoplosbaar, verkeerd opgevouwen eiwitfragmenten. Deze plaques produceren ontstekingsmoleculen die neuronen (zenuwcellen) aantasten en daardoor schade toebrengen aan de hersenen.
Op dit moment is histopathologie, waarbij het hersenweefsel wordt gelabeld, de gouden standaard voor het ‘post mortem’ vaststellen van de diagnose Alzheimer. Echter, deze techniek is invasief, arbeidsintensief en verschaft weinig directe informatie over de biochemische samenstelling van de plaque. In dit nieuwe onderzoek is een combinatie van (laser)microscopische technieken gebruikt om dergelijke plaques op een meer directe manier, zonder kleur-labeling, te bestuderen.
In het onderzoek werden de plaques in het hersenweefsel gelokaliseerd met behulp van fluorescentiemicroscopie. Belichting van het hersenweefsel toonde aan dat er ten minste twee verschillende fluorescerende stoffen aanwezig zijn op (ongeveer) dezelfde plek in de plaque. Daarnaast vonden de wetenschappers met behulp van Raman-microscopie dat sommige componenten, namelijk vetten en eiwitten, een andere manier van opvouwen aannemen in de plaque ten opzichte van de manier van opvouwen die ze hebben op andere locaties in het hersenweefsel. Dit bevestigt de aanwezigheid van verkeerd opgevouwen eiwit. Deze bevindingen werden ook gemeten met een veel snellere techniek: Stimulated Raman Scattering (SRS) microscopie.
Groenten en fruit
Naast veranderingen in opvouwing werden er ook componenten gemeten die normaal gesproken niet in hersenweefsel aanwezig zijn: in alle onderzochte plaques waren carotenoïden aanwezig. Dit is nog nooit eerder aangetoond. Deze stoffen zitten in groenten en fruit en het is bekend dat het menselijk lichaam carotenoïden als antioxidant inzet om infecties te bestrijden. Deze stoffen lijken dus een beschermende functie tegen het ontstaan van Alzheimer te hebben. Om te achterhalen welke carotenoïden er mogelijk in plaques aanwezig zijn, hebben de wetenschappers zes verschillende carotenoïde-verbindingen met Raman-technieken gemeten. Van deze verbindingen lijkt de aanwezigheid van lycopeen in de plaque het meest aannemelijk, maar dit zal verder onderzocht moeten worden.