 |  | Theo Dingermann |
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16.03.2026 09:00 Uhr |
Die zweite Arbeit, die im Fachjournal »Biochemical and Biophysical Research Communications« erschien, widmet sich der Entwicklung neuer molekularer Bindungselemente für neurodegenerative Biomarker. Forschende um Miyu Matsumoto vom Department of Biotechnology der Tokyo University of Agriculture and Technology konzentrierten sich im Rahmen ihrer Arbeit auf das Neurofilament-Leichtkettenprotein (NfL), ein etablierter Marker für axonale Schädigung. Seine Konzentration im Blut korreliert mit dem Fortschreiten von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen.
Traditionell wird NfL mittels hochsensitiver immunologischer Assays nachgewiesen. Diese beruhen jedoch auf Antikörpern, deren Herstellung aufwendig ist und die sich nur begrenzt für bestimmte Biosensor-Plattformen eignen. Die Autoren der aktuellen Publikation verfolgen einen alternativen Ansatz: Sie identifizieren DNA-Aptamere, also kurze einzelsträngige Nukleinsäuren, die mit hoher Affinität und Spezifität an Zielproteine binden können.
Durch ein kompetitives Selektionsverfahren (SELEX) für Nukleinsäuren wurden aus einer großen DNA-Bibliothek Aptamere selektiert, die spezifisch an ein diagnostisch relevantes Fragment von NfL binden. Zwei der selektierten Kandidaten, MN711 und MN734, zeigten Bindungsaffinitäten im niedrigen nanomolaren Bereich (KD ≈ 8–11 nM) und lagen damit hinsichtlich ihres Bindungsverhaltens im Rahmen der Leistungsfähigkeit häufig verwendeter Antikörper. Zudem wiesen sie eine hohe Spezifität gegenüber NfL auf und zeigten kaum Kreuzreaktivität mit anderen Alzheimer-Biomarkern wie Amyloid-β oder phosphoryliertem τ.
Strukturelle Analysen ergaben, dass beide Aptamere sogenannte G-Quadruplex-Strukturen bilden, die vermutlich für ihre selektive Proteinbindung verantwortlich sind. G-Quadruplexe bestehen aus einer quadratischen Anordnung von Guaninmolekülen, die von Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert werden. Aufgrund ihrer chemischen Stabilität und der Möglichkeit gezielter Modifikation eignen sich solche Aptamere besonders für miniaturisierte Biosensoren oder Point-of-Care-Diagnostiksysteme.
