Nieuwe biosensortechnologie om de ziekte van Alzheimer in het bloed te detecteren

Nieuwe biosensortechnologie om de ziekte van Alzheimer in het bloed te detecteren

Onderzoekers van de Universiteit van Hokkaido en Toppan hebben een methode ontwikkeld om de accumulatie van amyloïde-β in de hersenen, een kenmerk van de ziekte van Alzheimer, op te sporen met behulp van biomarkers in bloedmonsters.

De ziekte van Alzheimer is een neurodegeneratieve ziekte die wordt gekenmerkt door een geleidelijk verlies van neuronen en synapsen in de hersenen. Een van de belangrijkste oorzaken van de ziekte van Alzheimer is de ophoping van amyloïde β (Aβ) in de hersenen, waar het plaques vormt. De ziekte van Alzheimer komt vooral voor bij mensen ouder dan 65 jaar en kan momenteel niet worden gestopt of teruggedraaid. Daarom is de ziekte van Alzheimer een grote zorg voor landen met een vergrijzende bevolking, zoals Japan.

Een team van wetenschappers van de Universiteit van Hokkaido en Toppan, onder leiding van de speciaal aangestelde universitair hoofddocent Kohei Yuyama aan de Faculteit voor Geavanceerde Biowetenschappen van de Universiteit van Hokkaido, heeft een biosensortechnologie ontwikkeld die Aβ-bindende exosomen in het bloed van muizen kan detecteren, wat zich manifesteert als Aβ zich ophoopt in de hersenen. Haar onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Alzheimer’s Research & Therapy.

Bij testen in muismodellen toonde het Aβ-bindende exosoom Digital ICATM (idICA) aan dat de concentratie van Aβ-bindende exosomen toenam naarmate de muizen ouder werden. Dit is belangrijk omdat de gebruikte muizen modelmuizen waren voor de ziekte van Alzheimer, waarbij Aβ zich met de jaren in de hersenen ophoopt.

Naast het gebrek aan effectieve behandelingen voor de ziekte van Alzheimer, zijn er weinig methoden om de ziekte van Alzheimer te diagnosticeren. De ziekte van Alzheimer kan alleen definitief worden vastgesteld door direct onderzoek van de hersenen, wat alleen mogelijk is na de dood. Aβ-accumulatie in de hersenen kan worden gemeten door middel van testen van hersenvocht of door positronemissietomografie; De eerste is echter een uiterst invasieve test die niet kan worden herhaald, en de laatste is vrij duur. Er is dus behoefte aan een diagnostische test die economisch, nauwkeurig en algemeen verkrijgbaar is.

Eerder werk van de groep van Yuyama heeft aangetoond dat de opbouw van Aβ in de hersenen geassocieerd is met Aβ-bindende exosomen die worden uitgescheiden door neuronen die Aβ afbreken en naar de microgliale cellen van de hersenen transporteren. Exosomen zijn membraangebonden zakjes die worden uitgescheiden door cellen met celmarkers op hun oppervlak. Het team heeft de gepatenteerde Digital Invasive Cleavage Assay (Digital ICATM) van Toppan aangepast om de concentratie van Aβ-bindende exosomen in slechts 100 µl bloed te kwantificeren. Het door hen ontwikkelde apparaat vangt moleculen en deeltjes in een monster afzonderlijk op in microscopisch kleine putjes van een miljoen micrometer op een meetchip en detecteert de aan- of afwezigheid van fluorescentiesignalen die worden uitgezonden door de splitsing van de Aβ-bindende exosomen.

Momenteel worden klinische proeven met de technologie op mensen uitgevoerd. Deze zeer gevoelige idICA-technologie is de eerste toepassing van ICA, die zeer gevoelige detectie mogelijk maakt van exosomen die specifieke oppervlaktemoleculen uit een klein volume bloed vasthouden zonder dat speciale technieken hoeven te worden geleerd; Omdat het algemeen toepasbaar is op exosome biomarkers, kan het ook worden aangepast voor gebruik bij het diagnosticeren van andere ziekten.

Bron:

Universiteit van Hokkaido

Referentie:

Yuyama, K., et al. (2022) Immunodigitale invasieve splitsingstest voor de analyse van amyloïde-β-gebonden extracellulaire blaasjes van Alzheimer. Onderzoek en therapie voor Alzheimer. doi.org/10.1186/s13195-022-01073-w.

.