Новий метод виявлення запалення здатний докорінно змінити діагностику захворювань

Майже кожне захворювання має запальний компонент, але аналізи крові не можуть точно визначити наявність запалення в конкретних органах або тканинах людського тіла.

Тепер дослідники із Західного університету Кейса розробили метод виявлення запалення за допомогою антитіл, що може призвести до створення аналізів крові на біомаркери конкретних захворювань, таких як хвороби серця, хвороба Альцгеймера і різні види раку. Їхнє досягнення також відкриває перспективи для пошуку ліків.

Учора в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) було опубліковано результати цього дослідження, які дадуть змогу знайти безліч шляхів для майбутніх розробок.

«Наше відкриття безпосередньо веде до кращого розуміння запалення і виявлення захворювань, а також до розробки нових ліків», — розповів керівник дослідження Greg Tochtrop (Грег Тохтроп), професор хімії в Case Western Reserve.

Запалення залишає сліди

Тохтроп виявив, що деякі сполуки, які утворюються під час взаємодії з реактивними видами кисню (РВК) – високореактивними кисневмісними хімічними речовинами, здатними ушкоджувати ДНК, білки та ліпіди, – реагують абсолютно унікальним чином, що дозволяє виявити їх за допомогою антитіл.

Під час запалення імунні клітини виробляють РВК, щоб знищити бактерії та інші патогенні мікроорганізми. РВК також можуть вироблятися під впливом таких чинників довкілля, як-от ультрафіолетове випромінювання, забруднення, радіація і куріння. Надлишок РВК може пошкоджувати клітини і тканини.

Тохтроп і його колеги досліджували, як РВК може реагувати з лінолевою кислотою, що міститься в усіх клітинних мембранах, утворюючи сполуки, які можуть зв’язуватися з РНК, ДНК і білками, звані епоксикетооктадекановими кислотами (ЕКОДК).

Тохтроп виявив, що ЕКОДК реагують із цистеїном нуклеїнової кислоти неописаним раніше способом, утворюючи стійкі зв’язки. Потім ці сполуки накопичуються в тканинах організму, які страждають від окислювального стресу, таких як мозок, серце, печінка та інші органи. Тохтроп розробив антитіла до цих сполук на мишачих моделях і зміг виявити накопичення різноманітних типів ЕКОДК у різних тканинах, як у мишей, так і в людей.

«Що робить цей метод таким цікавим і потенційно цінним, — каже Тохтроп, — то це те, що ми можемо виявити унікальні сполуки та їхні концентрації в різних тканинах і органах, а це означає, що потенційно можна виявити цілу низку захворювань за допомогою одного аналізу крові».

Тест на запалення нагадує тест із гліколізованим гемоглобіном у разі діабету, який вимірює концентрацію гемоглобіну, вкритого глюкозою, що відображає рівень глюкози, яка циркулювала в крові протягом останніх трьох місяців. Тест ЕКОДК може виявити відхилення в системі окислювального стресу в певних органах і показати, в якому органі чи тканині розвинулося запалення.

Пошук біомаркерів, характерних для конкретного захворювання

Наступним кроком, за словами Тохтропа, буде визначення різних мішеней ЕКОДК в окремих органах і тканинах, щоб співвіднести біомаркери з конкретними захворюваннями. Особливо його цікавить ЕКОДК, що виробляється в очах у відповідь на вікову макулярну дегенерацію або діабетичну ретинопатію, які впливають на зір.

Тохтроп пояснив, чому ці біомаркери не були виявлені раніше: для їхнього пошуку дослідникам довелося розробити багато нових інструментів у лабораторії.

Потенціал для відкриття нових ліків

Дослідження також може допомогти у відкритті ліків, оскільки виявлені реакційноздатні цистеїни можуть стати мішенню для пошуку ліків, що є цінним результатом цього дослідження.