Secundaire nucleatie onthuld in Huntington-amyloïdefibrillen

Een team van onderzoekers uit Groningen heeft voor het eerst de dynamiek van secundaire nucleatie onthuld met behulp van geavanceerde microscopietechnieken. Secundaire nucleatie is het proces waarbij vezels worden gevormd op het oppervlak van bestaande vezels. Door dit proces op het niveau van afzonderlijke deeltjes in beeld te brengen met een zogenaamde "tast"-microscoop, konden de onderzoekers dit dynamische fenomeen visualiseren. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society.

Om de moleculaire dynamiek van secundaire nucleatie te bestuderen, richtten de onderzoeksgroepen van Wouter Roos en Patrick van der Wel zich op de veroorzaker van de ziekte van Huntington. Deze veroorzakers vormen vezels, zogenaamde amyloïden, die toxisch kunnen zijn voor het lichaam. Hoewel het belang van secundaire nucleatie al eerder werd erkend, blijft het proces grotendeels onbegrepen. Ondanks dit beperkte inzicht zou secundaire nucleatie zelfs de voornaamste oorzaak kunnen zijn van snelle amyloïdevorming. Dit onderstreept het belang van deze studie. Vanwege de uiterst kleine afmetingen en de snelle aggregatie was het tot nu toe moeilijk om dit proces waar te nemen. De Groningse onderzoekers hebben dit probleem nu aangepakt door gebruik te maken van een snelle “tast”-microscoop, een zogenoemde High-Speed Atomic Force Microscope. Daarmee konden ze het aggregatieproces van amyloïdestructuren live volgen.

In de publicatie in JACS tonen zij voor het eerst aan hoe kleine amyloïdefibrillen, die geassocieerd worden met de ziekte van Huntington, uitgroeien tot grote vezelclusters en hoe secundaire nucleatie plaatsvindt op het oppervlak van deze vezels. Deze waarnemingen kunnen een eind maken aan een langlopende discussie over de rol van secundaire nucleatie bij amyloïdevorming en wijzen er nadrukkelijk op dat therapeutische benaderingen zich zouden moeten richten op het voorkomen van secundaire nucleatie om amyloïdevorming tegen te gaan.

Lees meer in:

Chris van Ewijk, Greeshma Jain, Yari K. Knelissen, Sourav Maity, Patrick C.A. van der Wel and Wouter H. Roos*

Direct observation of secondary nucleation in huntingtin amyloid formation by High-Speed Atomic Force Microscopy

Journal of the American Chemical Society, 2025, Vol. 147, 21973–21984

https://doi.org/10.1021/jacs.5c05571