Новый метод обнаружения воспаления способен в корне изменить диагностику заболеваний

Почти каждое заболевание имеет воспалительный компонент, но анализы крови не могут точно определить наличие воспаления в конкретных органах или тканях человеческого тела.

Теперь исследователи из Западного университета Кейса разработали метод обнаружения воспаления с помощью антител, что может привести к созданию анализов крови на биомаркеры конкретных заболеваний, таких как болезни сердца, болезнь Альцгеймера и различные виды рака. Их достижение также открывает перспективы для поиска лекарств.

Вчера в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) были опубликованы результаты этого исследования, которые позволят найти множество путей для будущих разработок.

«Наше открытие напрямую ведет к лучшему пониманию воспаления и выявлению заболеваний, а также к разработке новых лекарств», — рассказал руководитель исследования Greg Tochtrop (Грег Тохтроп), профессор химии в Case Western Reserve

Воспаление оставляет следы

Тохтроп обнаружил, что некоторые соединения, образующиеся при взаимодействии с реактивными видами кислорода (РВК) — высокореактивными кислородсодержащими химическими веществами, способными повреждать ДНК, белки и липиды, — реагируют совершенно уникальным образом, что позволяет обнаружить их с помощью антител.

Во время воспаления иммунные клетки вырабатывают РВК, чтобы уничтожить бактерии и другие патогенные микроорганизмы. РВК также могут вырабатываться под воздействием таких факторов окружающей среды, как ультрафиолетовое излучение, загрязнение, радиация и курение. Избыток РВК может повреждать клетки и ткани.

Тохтроп и его коллеги исследовали, как РВК может реагировать с линолевой кислотой, содержащейся во всех клеточных мембранах, образуя соединения, которые могут связываться с РНК, ДНК и белками, называемые эпоксикетооктадекановыми кислотами (ЭКОДК).

Тохтроп обнаружил, что ЭКОДК реагируют с цистеином нуклеиновой кислоты неописанным ранее способом, образуя устойчивые связи. Затем эти соединения накапливаются в тканях организма, страдающих от окислительного стресса, таких как мозг, сердце, печень и другие органы. Тохтроп разработал антитела к этим соединениям на мышиных моделях и смог обнаружить накопление разнообразных типов ЭКОДК в различных тканях, как у мышей, так и у людей.

«Что делает этот метод таким интересным и потенциально ценным, — говорит Тохтроп, — так это то, что мы можем обнаружить уникальные соединения и их концентрации в различных тканях и органах, а это значит, что потенциально можно выявить целый ряд заболеваний с помощью одного анализа крови».

Тест на воспаление напоминает тест с гликолизированным гемоглобином при диабете, который измеряет концентрацию гемоглобина, покрытого глюкозой, что отражает уровень глюкозы, циркулировавшей в крови в течение последних трех месяцев. Тест ЭКОДК может выявить отклонения в системе окислительного стресса в определенных органах и показать в каком органе или ткани развилось воспаление.

Поиск биомаркеров, характерных для конкретного заболевания

Следующим шагом, по словам Тохтропа, будет определение различных мишеней ЭКОДК в отдельных органах и тканях, чтобы соотнести биомаркеры с конкретными заболеваниями. Особенно его интересует ЭКОДК, вырабатываемый в глазах в ответ на возрастную макулярную дегенерацию или диабетическую ретинопатию, которые влияют на зрение.

Тохтроп объяснил, почему эти биомаркеры не были выявлены ранее: для их поиска исследователям пришлось разработать много новых инструментов в лаборатории.

Потенциал для открытия новых лекарств

Исследование также может помочь в открытии лекарств, поскольку выявленные реакционноспособные цистеины могут стать мишенью для поиска лекарств, что является ценным результатом этого исследования.