تكوين ألياف الأميلويد باستخدام UIP400MTP Microplate Sonicator

تتشكل ألياف الأميلويد ، مثل البلورات ، من خلال عملية التنوي والنمو اللاحق. ومع ذلك ، نظرا لحاجز الطاقة الحرة العالي للتنوي ، فإن تكوين ألياف الأميلويد التلقائي يحدث فقط بعد مرحلة تأخر طويلة. برزت الموجات فوق الصوتية كأداة قوية للحث على تنوي الأميلويد ، وبالتالي تسريع تكوين الألياف بشكل كبير. عند دمجها مع قارئ صفيحة دقيقة باستخدام مضان ثيوفلافين T (ThT) ، تتيح الموجات فوق الصوتية الكشف عن ألياف الأميلويد عالية الإنتاجية في عينات متعددة في وقت واحد.

تشكيل ألياف الأميلويد المستحثة بالموجات فوق الصوتية مع UIP400MTP Microplate Sonicator

مع UIP400MTP الصوتي متعدد الآبار ، يمكن تصنيع ألياف الأميلويد من نفس الجودة بكميات كبيرة بسرعة لأغراض البحث. يسمح هذا النهج الفعال بدراسة الأميلويد البروتيني. تسهل هذه التقنية الرجفان النشواني السريع والقابل للتكرار ، كما هو موضح في β2-microglobulin (β2-m) ، وهو بروتين أميلويد مرتبط بالداء النشواني المرتبط بغسيل الكلى.

نهج تجريبي بسيط: الرجفان النشواني المستحث بالموجات فوق الصوتية

للحث على تكوين الألياف ، تم وضع صفيحة دقيقة مكونة من 96 بئرا في وسط جهاز صوتي متعدد الآبار UIP400MTP ، مما يضمن التعرض الموحد بالموجات فوق الصوتية عبر جميع الآبار. كانت الشروط التجريبية على النحو التالي:

1. احتوى كل بئر على 0.2 مل من محلول β2-microglobulin (0.3 مجم / مل ، درجة الحموضة 2.5) مكملا ب 5 ميكرومتر ThT.
2. تعرضت اللوحة لدورات الموجات فوق الصوتية ، مثل 1 دقيقة بالموجات فوق الصوتية تليها 9 دقائق من التوقف.
3. بعد الصوتنة ، تم قياس مضان ThT باستخدام قارئ صفيحة دقيقة.

(راجع سو وآخرون ، 2011)

مقارنة مع التحريض التقليدي

بالمقارنة مع طرق التحريض التقليدية ، قلل الموجات فوق الصوتية بشكل كبير من مرحلة التأخر لتكوين الليف. في ظل ظروف اهتزاز الصفيحة الدقيقة التقليدية ، أظهر 1 فقط من كل 10 آبار زيادة في مضان ThT بعد 20 ساعة. في المقابل ، باستخدام الموجات فوق الصوتية الدورية (15 دقيقة صوتنة متبوعة ب 5 دقائق من الهدوء) ، تم الكشف عن زيادة كبيرة في مضان ThT مباشرة بعد العلاج الأول بالصوتنة.

التسارع السريع لحركية الرجفان

أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من So et al. (2011) أنه يمكن تسريع تكوين الألياف الليفية التلقائية ل β2-microglobulin عند درجة الحموضة 2.5 من عدة ساعات إلى 10-15 دقيقة فقط بالموجات فوق الصوتية.
أكدت صور الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM) أن الألياف المتولدة عن طريق الموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقائق كل 15 دقيقة لا يمكن تمييزها شكليا عن تلك التي تشكلت باستخدام الموجات فوق الصوتية لمدة دقيقة واحدة كل 10 دقائق. هذا يسلط الضوء على قابلية استنساخ ومتانة رجفان الأميلويد المستحث بالموجات فوق الصوتية.

صور AFM من ألياف الأميلويد التي يتم إنتاجها بواسطة 1 دقيقة بالموجات فوق الصوتية كل 10 دقائق (ط) ، بواسطة صوتنة لمدة 10 دقائق كل 15 دقيقة (ثانيا) ، وعن طريق تفاعل البذر دون الموجات فوق الصوتية (ثالثا). يمثل شريط المقياس الأبيض 1 ميكرومتر.
الدراسة والصور: ©So et al. ، 2011

الرجفان في ظروف الأس الهيدروجيني المحايدة

حتى في ظل ظروف الأس الهيدروجيني المحايدة ، تم تحقيق تكوين الألياف بعد فترة تأخير قدرها 1.5 ساعة ، مما يدل على أن الموجات فوق الصوتية تقلل بشكل كبير من الحاجز النشط أمام التنوي والنمو. هذا يدعم أيضا الفرضية القائلة بأن رجفان الأميلويد هو في المقام الأول رد فعل فيزيائي ، مقيد إلى حد كبير بحاجز طاقة التنوي ، والذي يقلل الموجات فوق الصوتية بشكل فعال.

التأثير على أبحاث الأمراض المرتبطة بالأميلويد

إن التكوين السهل والموثوق به لألياف الأميلويد باستخدام جهاز الصوتنة UIP400MTP microplate له آثار كبيرة على أبحاث مرض الزهايمر (AD) والاضطرابات الأخرى المرتبطة بالأميلويد ، مثل مرض باركنسون ومرض السكري من النوع الثاني والأميلويدوز الجهازي. في AD ، يعد تجميع β الأميلويد (Aβ) سمة مميزة مرضية رئيسية ، ومع ذلك تظل دراسة حركية الرجفان صعبة بسبب مراحل التأخر الطويلة والتباين في الطرق التقليدية. يعمل تكوين الألياف المدفوعة بالموجات فوق الصوتية على تسريع التنوي ، مما يضمن قابلية عالية للتكاثر وتقليل التباين ، وهو أمر بالغ الأهمية لفحص المثبطات المحتملة وفهم الآليات النشوانية المنشأ. علاوة على ذلك ، تتيح قدرة UIP400MTP عالية الإنتاجية إجراء تحقيقات واسعة النطاق في خلل طي البروتين وتجميعه ، مما يسهل اكتشاف العوامل العلاجية التي يمكن أن تعدل تكوين الألياف وربما تخفف من التقدم التنكسي العصبي.

تؤسس هذه الدراسة الموجات فوق الصوتية باستخدام UIP400MTP الصوتي متعدد الآبار كطريقة عالية الكفاءة لتسريع تكوين ألياف الأميلويد. تشمل المزايا الرئيسية لهذا النهج ما يلي:

• انخفاض كبير في وقت التأخير للرجفان.
• التعرض الموحد بالموجات فوق الصوتية عبر جميع الآبار ، مما يتيح تكوين ألياف قابلة للتكرار.
• قدرة فحص عالية الإنتاجية ، مما يجعلها مناسبة للبحث على مستوى الجينوم عن الأميلويد للبروتين.

من خلال دمج الموجات فوق الصوتية مع الكشف عن مضان ThT ، توفر هذه الطريقة منصة سريعة وقابلة للتطوير وموثوقة لدراسة رجفان الأميلويد. نظرا لكفاءته وإمكاناته العالية الإنتاجية ، قد يسهل هذا النهج التخليق السهل لألياف الأميلويد للأبحاث الفيزيائية الحيوية والصيدلانية ، مما يوفر أداة واعدة للدراسات المتعلقة بالأميلويد وفحص الأدوية.