Istraživači sa Univerziteta u Minesoti razvili su novu vizuelnu dijagnostičku tehniku koja se može koristiti za unapređenje ranog otkrivanja neurodegenerativnih bolesti poput Parkinsonove bolesti i sličnih bolesti koje pogađaju životinje, uključujući hroničnu bolest iscrpljenosti kod jelena.
Istraživanje je naslovljeno „Vizuelna detekcija pogrešno savijenog alfa-sinukleina i priona putem testa konverzije izazvane potresom (Cap-KuIC)“ i objavljeno u npj Biosensing.
Pod nazivom Cap-KuIC (Capillari-enhanced Kuaking-Induced Conversion), istraživači će sada moći da razlikuju zaražene uzorke golim okom, što testiranje čini pristupačnijim i isplativijim. Ova nova metoda se oslanja na prethodnu revolucionarnu dijagnostičku tehniku istraživača koja je omogućila brže i preciznije otkrivanje bolesti.
„Jednostavnost i efikasnost Cap-KuIC-a mogle bi da smanje prepreke rutinskom skriningu za neurodegenerativne bolesti, što na kraju dovodi do ranije intervencije i boljih ishoda pacijenata“, rekao je profesor Univerziteta Minesote Hie Ioon Park, viši koautor rada i profesor. elektrotehnike i računarstva na Visokoj školi za nauke i inženjerstvo.
Parkinsonovu bolest karakteriše nakupljanje pogrešno savijenih alfa-sinukleinskih proteina — proteina koji se nalaze u nervnim ćelijama u mozgu. Bolest pogađa milione širom sveta i predstavlja značajne izazove u ranoj dijagnozi i lečenju.
Većina današnjih dijagnoza dolazi iz posmatranja spoljašnjih simptoma osobe u kliničkim uslovima tokom uznapredovale faze bolesti. Kasno otkrivanje može ograničiti potencijalne terapijske opcije. Trenutna rana dijagnoza se oslanja na krhku i skupu opremu za testiranje koja ograničava pristup u nekim oblastima, posebno u zemljama u razvoju.
Diferencijalno dejstvo, koje je prvi otkrio Peter Christenson, postdoktorski istraživač iz oblasti elektrotehnike i računarstva i prvi autor ovog rada, je pod uticajem površinskih karakteristika proteina, koje značajno variraju između zdravih i bolesnih stanja.
„Sećam se da sam bio u laboratoriji koristeći skupi fluorescentni čitač da bih utvrdio da li su moji uzorci pozitivni ili negativni. Dok sam nastavljao eksperiment, mogao sam da predvidim status svakog uzorka pre nego što ga stavim u čitač“, rekao je Kristenson.
„Onda me je pogodilo: ‘Zašto se uopšte trudim da koristim ovaj skupi komad opreme ako mogu na oko da utvrdim status uzoraka?’ Ovo je bio trenutak proboja koji nas je doveo do razvoja našeg novog testa detekcije pogrešno savijenog proteina.“
Vizuelna metoda Cap-KuIC koristi jednostavnu akciju za otkrivanje pogrešno savijenih proteina alfa-sinukleina. Tim je pokazao da mogu da koriste staklene kapilare – male epruvete dizajnirane da drže biološke materijale – da razlikuju normalne proteine od proteina povezanih sa bolestima posmatrajući razlike u kretanju tečnosti unutar epruveta.
„Ova metoda nije primenljiva samo na Parkinsonovu bolest, već bi takođe mogla da ubrza dijagnozu drugih sličnih bolesti, uključujući hroničnu bolest iscrpljenosti kod jelena“, rekao je Peter Larsen, vanredni profesor veterinarskih i biomedicinskih nauka na Fakultetu za veterinarsku medicinu.
Istraživači su testirali tehniku na tkivima divljih belorepanih jelena zaraženih bolešću hroničnog trošenja i pokazali da Cap-KuIC može da klasifikuje uzorke sa visokom osetljivošću i specifičnošću.
„Naša Cap-KuIC procedura predstavlja veliki napredak u dijagnostici neurodegenerativnih bolesti na mestu zbrinjavanja“, rekao je profesor Sang-Hjun Oh, profesor McKnight-a i predsedavajući Bordo na Odseku za elektrotehniku i računarstvo Koledža za nauku i inženjerstvo i viši saradnik -autor rada. „Pojednostavljivanjem procesa otkrivanja, možemo potencijalno ranije dijagnostikovati Parkinsonovu bolest, što je ključno za efikasno upravljanje i lečenje.
Larsen i Oh predvode Univerzitetski centar za istraživanje i širenje priona u Minesoti (MNPRO) koji okuplja profesore i eksterne članove tima iz različitih disciplina kako bi proučavali bolesti pogrešnog savijanja proteina kao što su Alchajmerova bolest, Parkinsonova bolest, bolest hroničnog trošenja i ALS.
