Fast jede Krankheit hat eine entzündliche Komponente, aber Blutuntersuchungen können in bestimmten Organen oder Geweben im menschlichen Körper keine Entzündung feststellen.
Jetzt haben Forscher der Case Western Reserve University eine Methode zur Erkennung von Entzündungen unter Verwendung von Antikörpern entwickelt, die möglicherweise zu Blutuntersuchungen für krankheitsspezifische Biomarker wie Herzerkrankungen, Alzheimer-Krankheit und verschiedenen Krebsarten führen. Ihr Durchbruch verspricht auch für die Entdeckung von Drogen.
„Diese Forschung eröffnet eine erstaunliche Anzahl von Wegen für zukünftige Studien“, sagte Greg Tochtrop, Professor für Chemie bei Case Western Reserve. „Es wird direkt dazu führen, Entzündungen zu verstehen und Krankheiten zu erkennen und neue Medikamente zu entdecken.“
Die Forschung, die Tochtrop leitete, wird heute in der Zeitschrift veröffentlicht Proceedings der National Academy of Sciences (PNAs).
Entzündung hinterlässt eine Spur
Tochtrop entdeckte, dass bestimmte Verbindungen aus der Wechselwirkung mit reaktiven Sauerstoffspezies (ROS)-hochreaktive Sauerstoffhaltige Chemikalien, die DNA, Proteine und Lipide schädigen können, auf eine einzigartige Weise reagieren, die einen Nachweis unter Verwendung von Antikörpern ermöglicht.
Während der Entzündung produzieren Immunzellen ROS, um Bakterien und andere Krankheitserreger abzutöten. ROS kann auch durch Exposition gegenüber Umweltfaktoren wie Ultraviolettlicht, Verschmutzung, Strahlung und Rauchen erzeugt werden. Übermäßiges ROS kann Zellen und Gewebe schädigen.
Tochtrop und Kollegen untersuchten, wie ROS mit Linolsäure reagieren konnte, eine Fettsäure, die in allen Zellmembranen gefunden wurde und Verbindungen bildet, die an RNA, DNA und Proteine binden können, die als Epoxyketooctadecanonsäuren (Ekodes) bezeichnet werden.
Tochtrop stellte fest, dass Ekodes mit dem Nukleinsäure -Cystein auf eine Weise reagieren, die noch nie beschrieben worden war und eine stabile Bindung bildete. Diese Verbindungen akkumulieren dann in Geweben im gesamten Körper, das unter oxidativem Stress litt, wie Gehirn, Herz, Leber und andere Organe. Tochtrop entwickelte Antikörper gegen diese Verbindungen aus Mausmodellen und konnten in verschiedenen Geweben sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen die Ansammlung verschiedener Ekodentypen nachweisen.
„Was dies so interessant und potenziell wertvoll macht“, sagte Tochtrop, „dass wir einzigartige Verbindungen und Konzentrationen in verschiedenen Geweben und Organen erkennen können, was bedeutet, dass Sie möglicherweise eine Vielzahl von Krankheiten mit einer Blutuntersuchung erkennen können.“
Der Test könnte dem A1C -Test für Diabetes ähnlich sein, der den Prozentsatz des Hämoglobins im mit Glukose beschichteten Blut misst, was den in den letzten drei Monaten im Blut zirkulierenden Glukosespiegel anzeigt. Ein EKODE -Test könnte in bestimmten Organen einen abnormalen oxidativen Stress aufweisen.
Suche nach krankheitsspezifischen Biomarkern
Der nächste Schritt ist laut Tochtrop die Identifizierung verschiedener EKODE -Ziele in verschiedenen Organen und Geweben, um Biomarker mit bestimmten Krankheiten zu korrelieren. Er interessiert sich besonders für Ekodes, die als Reaktion auf altersbedingte Makula-Degeneration oder diabetische Retinopathie, die das Sehvermögen beeinflussen, im Auge produziert.
Tochtrop erklärte, warum diese Biomarker zuvor noch nicht identifiziert worden waren: „Wir mussten viele der Tools im Labor entwickeln, um sie überhaupt nach ihnen zu suchen“, sagte er.
Die Forscher synthetisierten EKODE -Modellverbindungen und untersuchten dann, wie sie mit verschiedenen Aminosäuren reagierten, und stellten fest, dass Cystein die einzige ist, an die Ekode für jede Zeitdauer gebunden ist.
„Wir haben uns die inhärente Chemie des Systems angesehen, vorhergesagt, was sich bilden würde, und dann nach ihnen gesucht“, sagte er. „Es gibt sehr wichtige translationale Implikationen, aber dies ist ein Beispiel dafür, wie die Betrachtung von Dingen aus den ersten Prinzipien die nächsten Schritte zur Entwicklung klinischer Tests wirklich beeinflussen kann.“
Potenzial für die Entdeckung neuer Medikamente
Die Forschung könnte auch die Entdeckung der Arzneimittel unterstützen, da Arzneimittelentwickler nach reaktiven Cysteinen suchen.
„Die Identifizierung von reaktiven Cysteinen ist derzeit für die Wirkstoffentdeckung von zentraler Bedeutung“, sagte er. „Dies könnte dazu beitragen, viele reaktive Cysteine aufzudecken, die für die Entdeckung von Arzneimitteln abzielen könnten, was ein wertvolles Ableger unserer Forschung ist.“
