- Поиск биомаркеров болезни Альцгеймера или Паркинсона, которые можно обнаружить с помощью жидкостей организма, таких как слюна, моча и кровь, может помочь исследователям идентифицировать и разработать новые лекарства и методы лечения.
- В прошлом году группа исследователей разработала беспроводное устройство, которое может обнаруживать небольшое количество молекул, особенно штаммов SARS-CoV-2.
- Теперь они показали, что их устройство можно адаптировать для обнаружения молекул, связанных с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона.
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего, разработавшая беспроводное портативное устройство для обнаружения конкретных биомолекул, теперь показала, что их устройство может обнаруживать молекулы, связанные с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона.
Первоначально устройство было разработано для обнаружения SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID-19. Он работает с использованием аптамеров или коротких цепочек ДНК или РНК, которые связываются только с определенными молекулами. Когда связывание происходит на слое графена толщиной в один атом в машине, электрическая энергия может течь, что создает положительное показание, подтверждающее, что молекула была обнаружена.
Предыдущее исследование показало, что их устройство способно обнаруживать определенные штаммы вируса SARS-CoV-2, когда присутствует лишь очень небольшое количество вирусов.
В самом последнем исследовании этой группы ученые показали, что их устройство способно обнаруживать различные формы бета-амилоида и тау, пептидов, которые характеризуют болезнь Альцгеймера, и α-синуклеина — пептида, обнаруженного в более высоких концентрациях в мозге людей. с болезнью Паркинсона.
Они использовали образцы, взятые из вскрытого мозга умерших пациентов, чтобы проверить способность устройства обнаруживать эти молекулы.
Их выводы были опубликованы в Биофизика и вычислительная биология.
Способы обнаружить болезнь Альцгеймера
Число людей, живущих с болезнью Альцгеймера в США, может вырасти с сегодняшних 6,7 миллиона человек до
Необходимы прорывы в разработке методов лечения, а также в диагностике, поскольку оказалось сложно разработать клинические испытания, демонстрирующие эффективность лекарств, когда у когорт пациентов уже проявляются симптомы заболевания.
В настоящее время болезнь Альцгеймера выявляется с помощью комбинации нейрокогнитивного тестирования, МРТ и ПЭТ-сканирования, часто после появления симптомов, включая снижение когнитивных функций.
ПЭТ-сканирование работает путем обнаружения присутствия амилоидных бляшек, которые образуются, когда пептид, известный как бета-амилоид, накапливается из-за клубков, которые он образует с другим пептидом, тау. Считается, что эти клубки прерывают передачу сигналов нервными клетками в головном мозге, что приводит к снижению когнитивных функций, наблюдаемому у пациентов с болезнью Альцгеймера.
Наличие этих бляшек в мозгу людей с болезнью Альцгеймера означает, что большинство исследователей сосредотачивают внимание на присутствии и действии этих пептидов, а также на механизмах, которые могут лежать в их основе.
Однако выделение этих пептидов остается сложным и потенциально инвазивным из-за их присутствия в мозге.
Высокая степень чувствительности
Результаты исследования показали, что разработанное исследователями устройство способно обнаруживать различные формы этих бета-амилоидных пептидов в низких концентрациях с высокой степенью точности.
«В этой статье мы увидели, что количество бета-амилоида, попадающего в мозг со слюной, почти в 1000 раз превышает чувствительность нашей системы», — рассказал ведущий автор доктор Ратнеш Лал. Медицинские новости сегодня в интервью.
Он сказал, что прочность разработанного ими устройства обусловлена чувствительностью электрической системы, поскольку не было перекрестной реактивности, которая могла бы исказить результаты.
Авторы статьи говорят, что они хотят посмотреть, смогут ли они обнаружить эти молекулы в плазме крови и спинномозговой жидкости с помощью устройства, а затем в слюне и моче.
Обнаружение признаков болезни Альцгеймера в крови, слюне
По словам доктора Томаса Карикари, доцента кафедры психиатрии Питтсбургского университета, который исследует биомаркеры болезни Альцгеймера и не был участвует в исследовании.
Существуют также проблемы, связанные с проведением стандартизированных патологоанатомических тестов на амилоид и тау, чтобы получить достаточно последовательные результаты, позволяющие избежать ложноположительных и отрицательных результатов.
Амилоид трудно выделить и работать с ним, поскольку он очень липкий по своей природе. Гематоэнцефалический барьер также означает, что большинство изменений, наблюдаемых в мозге, не обязательно отражаются на концентрациях в крови или концентрациях, наблюдаемых в различных тканях за пределами мозга. Другими словами, как определить, пришли ли эти биомаркеры из мозга, а не из какого-то другого места в организме?
Доктор Карикари рассказал МНТ что в его собственном исследовании изучались закономерности фосфорилирования специфических тау-пептидов болезни Альцгеймера, чтобы определить, какие конкретные молекулы, как можно определить, пришли из мозга и присутствуют в различных концентрациях у пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению с популяцией, не страдающей этим заболеванием.
Предыдущие его исследования показали, что связывание тау особенно сильно в области слюнной железы, и «(Мы) показали в то время, что не было никакой разницы в слюне между диагностическими группами. Таким образом, на этом этапе мы фактически положили этому конец», — сказал доктор Карикари, поскольку это означало, что тау в слюне не является хорошим биомаркером болезни Альцгеймера, поскольку он не обязательно исходит из мозга.
Однако теперь он сказал, что была проделана работа по определению закономерностей фосфорилирования тау, которые характеризуют болезнь Альцгеймера, «поэтому мы надеемся, что сможем вернуться назад и гораздо лучше охарактеризовать тау из слюны».
Доктор Карикари сказал, что исследований мочи было проведено меньше, и существуют особые проблемы, связанные со сбором мочи у пожилых пациентов, страдающих недержанием.
Авторы статьи говорят, что планируют подать заявку на одобрение FDA для устройства в ближайшие пять или шесть месяцев с целью вывести устройство на рынок через год.