تقنية الاستشعار البيولوجي الجديدة للكشف عن مرض الزهايمر في الدم

تقنية الاستشعار البيولوجي الجديدة للكشف عن مرض الزهايمر في الدم

طور باحثون من جامعة هوكايدو وتوبان طريقة للكشف عن تراكم أميلويد بيتا في الدماغ، وهي السمة المميزة لمرض الزهايمر، وذلك باستخدام المؤشرات الحيوية في عينات الدم.

مرض الزهايمر هو مرض تنكس عصبي يتميز بالفقدان التدريجي للخلايا العصبية والمشابك العصبية في الدماغ. أحد الأسباب الرئيسية لمرض الزهايمر هو تراكم الأميلويد بيتا (Aβ) في الدماغ، حيث يشكل لويحات. يحدث مرض الزهايمر في المقام الأول عند الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا ولا يمكن حاليًا إيقافه أو عكس اتجاهه. ولذلك، فإن مرض الزهايمر يشكل مصدر قلق كبير للبلدان التي تعاني من شيخوخة السكان، مثل اليابان.

قام فريق من العلماء من جامعة هوكايدو وتوبان، بقيادة البروفيسور المشارك المعين خصيصًا كوهي يوياما في كلية العلوم البيولوجية المتقدمة بجامعة هوكايدو، بتطوير تقنية مستشعر حيوي يمكنها اكتشاف الإكسوسومات المرتبطة بـ Aβ في دم الفئران، والتي تظهر على شكل تراكم Aβ في الدماغ. ونشر بحثها في مجلة أبحاث وعلاج الزهايمر.

عند اختباره في نماذج الفئران، أظهر الإكسوسوم الرقمي المرتبط بـ Aβ ICATM (idICA) أن تركيز الإكسوسومات المرتبطة بـ Aβ يزداد مع تقدم عمر الفئران. وهذا أمر مهم لأن الفئران المستخدمة كانت فئران نموذجية لمرض الزهايمر، حيث يتراكم بروتين Aβ في الدماغ مع تقدم العمر.

بالإضافة إلى عدم وجود علاجات فعالة لمرض الزهايمر، هناك طرق قليلة لتشخيص مرض الزهايمر. لا يمكن تشخيص مرض الزهايمر بشكل نهائي إلا من خلال الفحص المباشر للدماغ، وهو أمر ممكن فقط بعد الموت. يمكن قياس تراكم Aβ في الدماغ عن طريق اختبار السائل النخاعي أو عن طريق التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. ومع ذلك، فإن الأول هو اختبار غزوي للغاية ولا يمكن تكراره، والأخير مكلف للغاية. وبالتالي، هناك حاجة إلى اختبار تشخيصي اقتصادي ودقيق ومتاح على نطاق واسع.

أظهر العمل السابق لمجموعة يوياما أن تراكم Aβ في الدماغ يرتبط بالإكسوسومات المرتبطة بـ Aβ والتي تفرزها الخلايا العصبية التي تتحلل Aβ وتنقله إلى الخلايا الدبقية الصغيرة في الدماغ. الإكسوسومات عبارة عن أكياس مرتبطة بغشاء تفرزها الخلايا التي تحتوي على علامات خلوية على سطحها. قام الفريق بتعديل مقايسة الانقسام الغازية الرقمية الخاصة بشركة Toppan (Digital ICATM) لتحديد تركيز الإكسوسومات المرتبطة بـ Aβ في 100 ميكرولتر فقط من الدم. يلتقط الجهاز الذي طوروه الجزيئات والجزيئات في عينة بشكل فردي في آبار مجهرية بحجم مليون ميكرومتر على شريحة قياس ويكتشف وجود أو عدم وجود إشارات الفلورسنت المنبعثة من انقسام الإكسوسومات المرتبطة بـ Aβ.

وتجرى حاليا التجارب السريرية لهذه التكنولوجيا على البشر. تعد تقنية idICA شديدة الحساسية أول تطبيق لـ ICA، مما يتيح اكتشافًا حساسًا للغاية للإكسوسومات التي تحتفظ بجزيئات سطحية معينة من كمية صغيرة من الدم دون الحاجة إلى تعلم تقنيات خاصة؛ ونظرًا لأنه ينطبق بشكل عام على المؤشرات الحيوية للإكسوسوم، فيمكن أيضًا تكييفه للاستخدام في تشخيص أمراض أخرى.

مصدر:

جامعة هوكايدو

مرجع:

يوياما، K.، وآخرون. (2022) مقايسة الانقسام المناعي الرقمي لتحليل الحويصلات خارج الخلية المرتبطة بالأميلويد بيتا لمرض الزهايمر. أبحاث وعلاج مرض الزهايمر. doi.org/10.1186/s13195-022-01073-w.

.