Sa pamamagitan ni Pesach Benson • Agosto 1, 2025
Jerusalem, 1 Agosto 2025 (TPS-IL) — Natuklasan ng mga siyentipiko sa Israel ang isang kakaibang mekanismo sa pisikal na maaaring makaapekto sa pag-unlad ng sakit na Alzheimer na nagbubukas ng bagong posibilidad para sa paggamot ng mga neurodegenerative disease.
Nakita ng pananaliksik na ang oryentasyon ng mga magnetic field sa mga surface ay maaaring magturo ng paraan kung paano nag-aassemble ang amyloid-beta proteins — mga pangunahing kontribyutor sa Alzheimer’s — sa mapanganib na fibrils sa utak.
Ang pag-aaral, na pinangunahan ni Yael Kapon, isang PhD student sa Institute of Applied Physics ng Hebrew University of Jerusalem, ay kamakailan lamang na nailathala sa peer-reviewed na ACS Nano. Ang pananaliksik ay isinagawa sa ilalim ng patnubay ni Prof. Yossi Paltiel at sa pakikipagtulungan ni Prof. Ehud Gazit ng Tel Aviv University.
Ang mga natuklasan ay nagpapahiwatig na ang oryentasyon ng electron spin — na itinakda ng magnetization ng isang surface — ay maaaring malaki ang epekto sa dami, haba, at estruktura ng amyloid fibrils.
“Nagsisimula tayong makita na ang biyolohiya ay maaaring mas sensitibo sa spin kaysa sa inaakala natin,” sabi ni Paltiel. “Ipinalalabas ng aming trabaho na ang mga pwersa na may kaugnayan sa spin ay maaaring direkta ring makaapekto sa paraan kung paano nag-aaggregate ang mga protina. Ito ay isang bagong dimensyon na dapat isaalang-alang kapag iniisip ang mga sakit tulad ng Alzheimer’s, na kasama ang pagbuo ng mga ganitong uri ng fibrils.”
Nasa sentro ng pag-aaral ang amyloid-beta (Aβ₁–₄₂) peptide, kilala sa kanyang papel sa pagbuo ng malagkit na plaques sa mga utak ng mga pasyente ng Alzheimer’s. Sinuri ng mga mananaliksik kung paano nag-aassemble ang mga peptides na ito sa mga magnetized surfaces, natuklasan na ang direksyon ng spin ng mga electron — na inilinya ng magnetic field — ay lubos na nagbago sa proseso ng pagbuo.
Kapag ang magnetization ng surface ay nakaturo sa isang direksyon, ang mga amyloid proteins ay nagbuo ng halos dobleng dami ng fibrils — ang ilan ay hanggang 20 beses na mas mahaba — kaysa kapag ang magnetization ay ibinaliktad. Kapag ginamit ang isang bersyon ng peptide na may magkasalungat na chirality, ang padrino ay nagbaligtad din, na nagpapahiwatig ng isang matibay na epekto ng spin-dependent.
Ang phenomenon sa likod ng mga resulta na ito ay kilala bilang Chiral-Induced Spin Selectivity (CISS). Ipinapaliwanag ng epekto na ito kung paano ang mga chiral molecules — yaong may partikular na “kamay” — ay iba ang pakikitungo sa mga electron depende sa kanilang spin. Bagaman dati nang pinag-aralan sa kemistriya at agham sa mga materyales, ngayon lamang itinuturing ang CISS para sa potensyal nitong papel sa mga biyolohikal na proseso.
“Ang mga natuklasan na ito ay nagdaragdag ng isang bagong layer sa ating pag-unawa sa pagbuo ng amyloid,” sabi ni Gazit, isang eksperto sa protein self-assembly. “Ipinapahiwatig nila na ang mga pisikal na katangian tulad ng electron spin — hindi lamang ang mga biochemical interaction — ay maaaring maglaro ng makabuluhang papel sa kung paano nagde-develop ang mga mapaminsalang istraktura na ito. Ito ay nagbubukas ng mga bagong posibilidad para sa pagdidisenyo ng mga teknolohiyang maaaring makaapekto sa pag-uugali ng protina sa mga pinatutunguhan at non-invasive na paraan.”
Sa pamamagitan ng electron microscopy at infrared spectroscopy, natuklasan ng koponan na hindi lamang nag-iba ang mga fibrils sa dami at haba, kundi ang kanilang internal molecular arrangement ay nag-iba rin depende sa spin alignment ng surface. Ang implikasyon ay na ang spin polarization ay maaaring maging isang kontroladong factor sa pagpigil o manipulasyon ng mga istraktura ng amyloid na konektado sa neurodegeneration.
Bagaman ang pananaliksik ay nananatiling nasa isang pangunahing yugto, maaari itong magbukas ng daan para sa mga bagong pamamaraan sa pagkontrol ng protein aggregation. Inaasahan ng koponan ang mga potensyal na aplikasyon tulad ng spin-polarized nanoparticles o magnetized filters na maaaring makasira o magbago ng mapaminsalang pagbuo ng protina, na may potensyal na gamitin sa paggamot ng Alzheimer’s at kaugnay na mga sakit.
“Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay sa atin ng isang bagong kasangkapan upang suriin kung paano nagkakaisa ang mga protina,” sabi ni Kapon. “Inaasahan namin na makatutulong ito sa gabay sa mga susunod na pananaliksik sa kung paano mabagal, pigilan, o baguhin ang mga prosesong ito sa isang kontroladong paraan.