Ricerca sui peptidi per Alzheimer e neurodegenerazione: guida al catalogo di ricerca

La ricerca su Alzheimer e neurodegenerazione in questo catalogo ruota attorno a tre sistemi di aggregazione proteica — beta-amiloide, tau e alfa-sinucleina — oltre alle neurotrofine, ai marcatori sinaptici e ai reagenti delle vie di processamento usati per caratterizzare ciò che accade intorno a essi. La nostra pagina tematica sull'Alzheimer raccoglie gli standard peptidici, gli antisieri, i traccianti marcati e i kit immunologici per questo lavoro. Questa guida mappa le famiglie, spiega perché il comportamento di aggregazione rende questi peptidi più difficili da manipolare di qualsiasi altro del catalogo e indica quale formato di reagente risponde a quale domanda.

Che cosa rientra nel tema Alzheimer

Le famiglie sono classificate qui quando il peptide o la proteina di origine è una specie aggregante, un intermedio di processamento, un marcatore sinaptico o neuronale, oppure un fattore trofico usato nei modelli di neurodegenerazione. Ciò comprende la via della proteina precursore dell'amiloide, le tauopatie, le sinucleinopatie, la biologia dei prioni come modello meccanicistico del misfolding templato e le famiglie delle neurotrofine usate per valutare la sopravvivenza neuronale. La sovrapposizione con il tema dei neuropeptidi è notevole, poiché i marcatori degli interneuroni a somatostatina e galanina sono letture standard in questi modelli. Ogni articolo è fornito esclusivamente per la ricerca in vitro e su modelli animali approvati.

Beta-amiloide e la via dell'APP

• Beta-amiloide — la famiglia centrale: Aβ(1–40), Aβ(1–42), Aβ(1–43), il controllo invertito Aβ(42–1), specie troncate e piroglutammate, e versioni con marcatura fluorescente. Aβ42 aggrega molto più rapidamente di Aβ40, motivo per cui le due non sono mai intercambiabili in un saggio di aggregazione.
• Aβ40 S26C — una variante con sostituzione di cisteina usata per preparare dimeri stabilizzati covalentemente, uno degli strumenti standard per isolare gli effetti degli oligomeri da quelli delle fibrille.
• APLP — proteine simili al precursore dell'amiloide, i membri della famiglia APP usati per verificare se un'osservazione è specifica dell'APP.
• AICD — il dominio intracellulare dell'APP rilasciato dalla gamma-secretasi, studiato come frammento di segnalazione a sé stante.
• Presenilina — il nucleo catalitico della gamma-secretasi; i reagenti peptidici supportano studi sui siti di taglio e sugli inibitori.
• SORL1 (SorLA) — un recettore del traffico dell'APP e gene di rischio confermato per l'Alzheimer, sempre più richiesto con la crescita della letteratura di impronta genetica.

Famiglie di tau, sinucleina e prioni

• Tau — isoforme a lunghezza intera, i frammenti del dominio ripetuto che formano il nucleo delle fibrille e gli standard fosfopeptidici corrispondenti ai fosfo-epitopi diagnostici. La specificità per il fosfosito è lo scopo stesso della maggior parte degli antisieri anti-tau, quindi la specifica dell'epitopo conta più del nome della famiglia.
• Alfa-sinucleina — standard monomerici, sequenze mutanti familiari e i frammenti della regione NAC usati negli studi di aggregazione; centrale nei modelli di Parkinson e di malattia a corpi di Lewy, oltre che nelle patologie miste.
• Proteina prionica — frammenti di PrP, incluso il peptide neurotossico PrP(106–126), usati sia per la ricerca sui prioni sia come modello meccanicistico del misfolding proteico templato in generale.
• CHIP — la ubiquitina ligasi co-chaperone che indirizza tau e sinucleina mal ripiegate alla degradazione; un reagente di proteostasi più che una specie aggregante.

Famiglie neurotrofiche, sinaptiche e neuroprotettive

• BDNF e NGF — le due neurotrofine più richieste, usate come fattori di sopravvivenza nelle colture primarie e come biomarcatori di plasticità nei tessuti modello.
• Famiglia delle neurotrofine — NT-3, NT-4/5 e le pro-forme, la cui segnalazione opposta via p75 costituisce una questione di ricerca distinta.
• CNTF — fattore neurotrofico ciliare, e origine di diversi frammenti peptidici neuroprotettivi progettati.
• Neurogranina — una proteina postsinaptica legante la calmodulina e uno dei marcatori di degenerazione sinaptica più consolidati negli studi sul liquor.
• Humanin — un peptide di derivazione mitocondriale identificato originariamente in uno screening di fattori protettivi contro la tossicità di Aβ; il capostipite del gruppo dei peptidi mitocondriali.
• Nogo — inibitore associato alla mielina della crescita dei neuriti, usato negli studi di rigenerazione e plasticità.
• Somatostatina e galanina — popolazioni di interneuroni alterate in modo riproducibile nei tessuti dei modelli di Alzheimer, richieste come marcatori immunoistochimici.

Quali formati comprende il tema Alzheimer

Gli standard peptidici sintetici forniscono le specie aggreganti stesse, oltre a calibratori fosfopeptidici e peptidi bloccanti. I peptidi marcati sono molto utilizzati: Aβ fluorescente per l'imaging di captazione e clearance, peptidi biotinilati per il pull-down dei partner di legame. Gli antisieri policlonali svolgono gran parte del lavoro di rilevazione, e in questo tema sono l'epitopo e la fosfo-specificità a definire il reagente — un anticorpo pan-tau e un anticorpo pT181 rispondono a domande diverse. I kit ELISA quantificano Aβ40, Aβ42, tau totale e fosforilata e neurogranina in liquor, plasma e omogenato cerebrale; il rapporto Aβ42/Aβ40 è la lettura standard riportata, piuttosto che uno dei due valori da solo. Le biglie magnetiche supportano l'immunoprecipitazione degli aggregati, e le librerie peptidiche servono alla mappatura degli epitopi su tau e sinucleina.

Come i laboratori scelgono all'interno di una famiglia

Lo stato di aggregazione è l'esperimento. Preparazioni monomeriche, oligomeriche e fibrillari della stessa sequenza producono risultati diversi, e nessun articolo di catalogo può fornire "oligomeri" come prodotto stabile: si preparano a partire dal monomero secondo un protocollo definito. Si ordina un monomero ben caratterizzato e si generano le specie necessarie. In secondo luogo la variante di sequenza: Aβ40 rispetto ad Aβ42, piroglutammato rispetto a N-terminale completo, sinucleina wild-type rispetto a mutante familiare. La specifica dell'epitopo viene terza per gli anticorpi — fosfosito, riconoscimento conformazionale o lineare e reattività di specie confermata. In quarto luogo, per la concentrazione in un campione, un kit validato è più rapido e molto più riproducibile dell'assemblaggio di singoli componenti; peptide più antisiero si usano per localizzazione e meccanismo.

Note di manipolazione per questo tema

La beta-amiloide è il peptide più sensibile alla manipolazione di questo catalogo, e gran parte dell'irriproducibilità in letteratura dipende dalla preparazione più che dalla biologia. L'approccio standard consiste nel disaggregare il peptide liofilizzato in esafluoroisopropanolo, evaporare fino a ottenere un film e conservarlo essiccato a −20 °C o meno, quindi risospenderlo in DMSO immediatamente prima dell'uso e diluirlo nel tampone — non ricostituire mai Aβ42 direttamente in tampone acquoso aspettandosi un monomero. Preparare al momento, usare una sola volta e riportare il protocollo nei metodi, perché determina il risultato. Tau e sinucleina sono più tolleranti ma aggregano comunque con i cicli di congelamento–scongelamento. Le buone pratiche generali sono nella guida alla solubilità, nella guida alla conservazione, nella guida all'aliquotazione e, per verificare il contenuto, nella guida al COA.

Dove proseguire

Consulti l'intero tema Alzheimer, l'hub sul cervello o la nostra panoramica dei reagenti per beta-amiloide, tau e alfa-sinucleina. Guide correlate trattano la sezione sui neuropeptidi e la guida al tipo anticorpi, che qui conta più che nella maggior parte dei temi.