Amyloïde-eiwitophopingen in de hersens van alzheimerpatiënten kunnen meerdere fotonen tegelijk absorberen, wat de losse eiwitten niet lukt. Dat opent nieuwe mogelijkheden voor de diagnose maar ook voor de ontwikkeling van nanomaterialen, schrijft een Zweeds-Pools team in Nature Photonics.

Die ‘multiphoton absorption’, waarbij fotonen samenwerken om één molecuul naar een hogere energietoestand te brengen, is een voorbeeld van niet-lineaire optica. Hoeveel fotonen er tegelijk bij betrokken zijn, hangt van de golflengte van het gebruikte licht af.

Bengt Norden (Chalmers University of Technology, Gøteborg) en collega’s wijten het effect aan de manier waarop identieke aminozuren in zo’n eiwitvezel dicht op elkaar worden gedrukt. Met name tussen de elektronenwolken rond de aromaatringen van de tyrosinebouwstenen zou je koppelingseffecten krijgen.

Inderdaad bleken ze de multifotonabsorptie te kunnen waarnemen bij alle vezelvormende eiwitten die ze tot nu toe hebben uitgeprobeerd. En hoe meer tyrosine er in die eiwitten verwerkt zit, hoe sterker het effect: bij insuline en alfa-synucleïne zie je het nog een paar keer duidelijker dan bij lysozym-bèta-amyloïde.

De onderzoekers vermoeden dat er wel een meettechniek valt te verzinnen waarmee je deze afwijkende absorptie zichtbaar kunt maken zonder de omringende hersencellen te beschadigen. Daarmee zou je dan voor het eerst de amyloïdevorming kunnen volgen in de hersenen van levende alzheimer- of parkinsonpatiënten.

Maar ze speculeren ook al over het idee om zulke eiwitvezels buiten het lichaam te kweken, er andere moleculen doorheen te vlechten, en zo nanomaterialen te creëren met optische eigenschappen die nog veel wonderlijker zijn. Zoals metamaterialen die dusdanig knoeien met hun eigen brekingsindex dat ze onzichtbaar lijken.

bron: Chalmers