Amyloid Fibrillation: How Broken-down Particles Act Differently
(2025) KEMK10 20251Department of Chemistry
- Abstract
- The impact of nanoparticles on amyloid fibrillation has been studied for some time due to the amount of nanoparticles that can be found in nature due to human release. Previous studies have shown that different nanoparticles may affect the length of the lag phase of the fibrillation process. This has been studied on peptides such as amyloid beta and islet amyloid polypeptide. Research has shown that the ratio of surface area of the nanoparticles compared to the protein has an impact on fibrillation times, where a low ratio will have a small effect, while a higher ratio will have a larger effect. At very high ratios, the particles can show an inhibitory effect. Polystyrene nanoplastics have been shown to decrease the length of the lag... (More)
- The impact of nanoparticles on amyloid fibrillation has been studied for some time due to the amount of nanoparticles that can be found in nature due to human release. Previous studies have shown that different nanoparticles may affect the length of the lag phase of the fibrillation process. This has been studied on peptides such as amyloid beta and islet amyloid polypeptide. Research has shown that the ratio of surface area of the nanoparticles compared to the protein has an impact on fibrillation times, where a low ratio will have a small effect, while a higher ratio will have a larger effect. At very high ratios, the particles can show an inhibitory effect. Polystyrene nanoplastics have been shown to decrease the length of the lag phase, although this has been studied using manufactured reference particles and not mechanically broken-down particles. Therefore, this study aims to evaluate how mechanically broken-down particles might affect the fibrillation process differently compared to reference particles. This is achieved by breaking down expanded polystyrene using an immersion blender and then examining how the fibrillation process is affected by the addition of said particles and comparing the results to purified reference polystyrene nanoplastics with different modifications. The fibrillation is measured by ThT fluorescence. The effect of the ratio of the broken-down particles is measured by ThT fluorescence as well. The results showed that the broken-down particles have a greater effect on the shortening of the lag phase compared to the reference particles and that the effect of the ratio shows similarities to the addition of other nanoparticles. It was therefore concluded that polystyrene nanoplastics might pose a greater danger than previously thought, and that tests of amyloid fibrillation using only reference particles might not be sufficient. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Amyloid fibrillering, en process där peptider (små protein) klumpas ihop, är idag associerat med en rad sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom och diabetes typ 2. En peptid som är associerad med diabetes typ 2 är IAPP. Peptiden har hittats fibrillerad i bukspottskörteln i många patienter med diabetes typ 2. I tidigare studier har det hittats en koppling mellan små plaster, så kallade nanoplaster, och fibrillering. Det har även hittats stora ansamlingar av plast i bland annat hjärnan som då kan ha en påverkan på peptider i våra kroppar. Försök med olika små partiklar har visat att de kan ha olika effekt på fibrilleringen, där vissa partiklar påskyndar processen, medan andra partiklar kan sakta ner den.
En vanligt förekommande plast är... (More) - Amyloid fibrillering, en process där peptider (små protein) klumpas ihop, är idag associerat med en rad sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom och diabetes typ 2. En peptid som är associerad med diabetes typ 2 är IAPP. Peptiden har hittats fibrillerad i bukspottskörteln i många patienter med diabetes typ 2. I tidigare studier har det hittats en koppling mellan små plaster, så kallade nanoplaster, och fibrillering. Det har även hittats stora ansamlingar av plast i bland annat hjärnan som då kan ha en påverkan på peptider i våra kroppar. Försök med olika små partiklar har visat att de kan ha olika effekt på fibrilleringen, där vissa partiklar påskyndar processen, medan andra partiklar kan sakta ner den.
En vanligt förekommande plast är polystyren, vilken finns i många förpackningsmaterial, exempelvis frigolit. Ifall den hamnar i naturen kan den brytas ner till nanoplaster som människor sedan kan få i sig. Tidigare forskning har visat att nanopartiklar av polystyren kan ha en påskyndande effekt på fibrillering. Vidare har det även visat sig att effekten av polystyren-nanoplaster är beroende av hur mycket partiklar det är i lösningen: liten mängd i förhållande till peptiden har en liten effekt på hastigheten av fibrilleringen, medan en stor mängd har en större effekt. Vid väldigt höga mängder av nanoplaster kan dock fibrilleringsprocessen stoppas helt. I tidigare studier har det endast använts tillverkade modellpartiklar av nanoplaster när påverkan har mätts, vilka kan ha annan påverkan än nedbrutna partiklar.
Detta projekt studerade hur fibrilleringsprocessen av IAPP påverkas när nedbrutna polystyrenpartiklar är närvarande, vilket gjordes genom att först bryta ner frigolit till polystyren-nanoplast och sedan mäta fibrilleringen av IAPP genom att följa Tioflavin T (en markör för fibriller) fluorescens. Detta jämfördes med närvaron av köpta modellpartiklar. Det studerades även ifall det tidigare nämnda koncentrationsberoendet finns för de nedbrutna partiklarna. Resultatet av projektet visade att de nedbrutna polystyrenpartiklarna påskyndade fibrilleringen av IAPP mer än vad modellpartiklarna gjorde, samt att samma mängdberoende som fanns för modellpartiklarna även finns för de nedbrutna partiklarna. Utifrån detta drogs slutsatserna att det inte är tillräckligt att mäta nanoplasters påverkan på fibrillering med endast modellpartiklar, samt att nanoplasterna som finns i naturen kan vara farligare än vad man tidigare har trott. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9202483
- author
- Fridh, Jonatan LU
- supervisor
- organization
- course
- KEMK10 20251
- year
- 2025
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- Amyloid Fibrillation, Biochemistry, Islet Amyloid Polypeptide, Nanoplastic, Polystyrene
- language
- English
- id
- 9202483
- date added to LUP
- 2025-06-24 12:01:20
- date last changed
- 2025-06-24 12:01:20
@misc{9202483,
abstract = {{The impact of nanoparticles on amyloid fibrillation has been studied for some time due to the amount of nanoparticles that can be found in nature due to human release. Previous studies have shown that different nanoparticles may affect the length of the lag phase of the fibrillation process. This has been studied on peptides such as amyloid beta and islet amyloid polypeptide. Research has shown that the ratio of surface area of the nanoparticles compared to the protein has an impact on fibrillation times, where a low ratio will have a small effect, while a higher ratio will have a larger effect. At very high ratios, the particles can show an inhibitory effect. Polystyrene nanoplastics have been shown to decrease the length of the lag phase, although this has been studied using manufactured reference particles and not mechanically broken-down particles. Therefore, this study aims to evaluate how mechanically broken-down particles might affect the fibrillation process differently compared to reference particles. This is achieved by breaking down expanded polystyrene using an immersion blender and then examining how the fibrillation process is affected by the addition of said particles and comparing the results to purified reference polystyrene nanoplastics with different modifications. The fibrillation is measured by ThT fluorescence. The effect of the ratio of the broken-down particles is measured by ThT fluorescence as well. The results showed that the broken-down particles have a greater effect on the shortening of the lag phase compared to the reference particles and that the effect of the ratio shows similarities to the addition of other nanoparticles. It was therefore concluded that polystyrene nanoplastics might pose a greater danger than previously thought, and that tests of amyloid fibrillation using only reference particles might not be sufficient.}},
author = {{Fridh, Jonatan}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Amyloid Fibrillation: How Broken-down Particles Act Differently}},
year = {{2025}},
}