Νέα τεχνολογία βιοαισθητήρα για την ανίχνευση της νόσου του Αλτσχάιμερ στο αίμα

Νέα τεχνολογία βιοαισθητήρα για την ανίχνευση της νόσου του Αλτσχάιμερ στο αίμα

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Hokkaido και το Toppan ανέπτυξαν μια μέθοδο για την ανίχνευση της συσσώρευσης του αμυλοειδούς-β στον εγκέφαλο, χαρακτηριστικό της νόσου του Alzheimer, χρησιμοποιώντας βιοδείκτες σε δείγματα αίματος.

Η νόσος Αλτσχάιμερ είναι μια νευροεκφυλιστική ασθένεια που χαρακτηρίζεται από σταδιακή απώλεια νευρώνων και συνάψεων στον εγκέφαλο. Μία από τις κύριες αιτίες της νόσου του Αλτσχάιμερ είναι η συσσώρευση του αμυλοειδούς β (Αβ) στον εγκέφαλο, όπου σχηματίζει πλάκες. Η νόσος Αλτσχάιμερ εμφανίζεται κυρίως σε άτομα ηλικίας άνω των 65 ετών και επί του παρόντος δεν μπορεί να σταματήσει ή να αντιστραφεί. Ως εκ τούτου, η νόσος του Αλτσχάιμερ είναι μια σημαντική ανησυχία για χώρες με γήρανση του πληθυσμού, όπως η Ιαπωνία.

Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Hokkaido και το Toppan, με επικεφαλής τον ειδικά διορισμένο Αναπληρωτή Καθηγητή Kohei Yuyama στη Σχολή Προηγμένων Βιοεπιστημών του Πανεπιστημίου Hokkaido, ανέπτυξε μια τεχνολογία βιοαισθητήρα που μπορεί να ανιχνεύσει εξωσώματα που δεσμεύουν Αβ στο αίμα ποντικών, τα οποία εκδηλώνονται ως συσσωρευμένη Αβ στον εγκέφαλο. Η έρευνά της δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Alzheimer’s Research & Therapy.

Όταν δοκιμάστηκε σε μοντέλα ποντικών, το εξωσώμα που δεσμεύει Αβ Digital ICATM (idICA) έδειξε ότι η συγκέντρωση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ αυξήθηκε καθώς γερνούσαν τα ποντίκια. Αυτό είναι σημαντικό επειδή τα ποντίκια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν ποντίκια-μοντέλα της νόσου του Αλτσχάιμερ, στα οποία το Αβ συσσωρεύεται στον εγκέφαλο με την ηλικία.

Εκτός από την έλλειψη αποτελεσματικών θεραπειών για τη νόσο του Αλτσχάιμερ, υπάρχουν λίγες μέθοδοι για τη διάγνωση της νόσου Αλτσχάιμερ. Το Αλτσχάιμερ μπορεί να διαγνωστεί οριστικά μόνο με άμεση εξέταση του εγκεφάλου, η οποία είναι δυνατή μόνο μετά το θάνατο. Η συσσώρευση Αβ στον εγκέφαλο μπορεί να μετρηθεί με εξέταση εγκεφαλονωτιαίου υγρού ή με τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων. Ωστόσο, η πρώτη είναι μια εξαιρετικά επεμβατική εξέταση που δεν μπορεί να επαναληφθεί και η δεύτερη είναι αρκετά ακριβή. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για μια διαγνωστική εξέταση που να είναι οικονομική, ακριβής και ευρέως διαθέσιμη.

Προηγούμενη εργασία από την ομάδα του Yuyama έδειξε ότι η συσσώρευση Αβ στον εγκέφαλο σχετίζεται με εξωσώματα που δεσμεύουν το Αβ που εκκρίνονται από νευρώνες που αποικοδομούν το Αβ και το μεταφέρουν στα μικρογλοιακά κύτταρα του εγκεφάλου. Τα εξωσώματα είναι σάκοι δεσμευμένοι στη μεμβράνη που εκκρίνονται από κύτταρα που έχουν δείκτες κυττάρων στην επιφάνειά τους. Η ομάδα προσάρμοσε την αποκλειστική ψηφιακή επεμβατική ανάλυση διάσπασης της Toppan (Digital ICATM) για να ποσοτικοποιήσει τη συγκέντρωση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ σε μόλις 100 μL αίματος. Η συσκευή που ανέπτυξαν συλλαμβάνει μόρια και σωματίδια σε ένα δείγμα μεμονωμένα σε μικροσκοπικά φρεάτια μεγέθους εκατομμυρίου μικρομέτρων σε ένα τσιπ μέτρησης και ανιχνεύει την παρουσία ή την απουσία φθοριζόντων σημάτων που εκπέμπονται από τη διάσπαση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ.

Επί του παρόντος διεξάγονται κλινικές δοκιμές της τεχνολογίας σε ανθρώπους. Αυτή η εξαιρετικά ευαίσθητη τεχνολογία idICA είναι η πρώτη εφαρμογή της ICA, η οποία επιτρέπει την εξαιρετικά ευαίσθητη ανίχνευση εξωσωμάτων που διατηρούν συγκεκριμένα επιφανειακά μόρια από έναν μικρό όγκο αίματος χωρίς την ανάγκη εκμάθησης ειδικών τεχνικών. Επειδή είναι γενικά εφαρμόσιμο σε βιοδείκτες εξωσώματος, μπορεί επίσης να προσαρμοστεί για χρήση στη διάγνωση άλλων ασθενειών.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο του Χοκάιντο

Αναφορά:

Yuyama, Κ., et αϊ. (2022) Ανοσοψηφιακή επεμβατική δοκιμασία διάσπασης για την ανάλυση εξωκυτταρικών κυστιδίων δεσμευμένων στο β-αμυλοειδές Alzheimer. Έρευνα και θεραπεία Alzheimer. doi.org/10.1186/s13195-022-01073-w.

.