Neuroscience News logo for mobile.

تقنية جديدة تكتشف بسرعة مرض باركنسون ومرض الهزال المزمن

ملخص: طور الباحثون تقنية تشخيص أسرع وأكثر دقة للكشف عن الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون ومرض الهزال المزمن (CWD). تعمل الطريقة على تحسين أداء طرق اكتشاف اختلال البروتين المتقدمة بشكل كبير. يمكن أن تؤدي هذه التقنية إلى العلاج المبكر والتخفيف من الأمراض المختلفة التي تصيب الإنسان والحيوان.

يسلط الضوء:

  1. طور الباحثون تقنية تشخيصية جديدة تسمى Nano-QuIC ، والتي تحسن بشكل كبير من أداء طرق الكشف عن اختلال البروتين المستخدمة لتشخيص الأمراض التنكسية العصبية.
  2. إضافة 50 نانومتر من جسيمات السيليكا النانوية إلى اختبار التحويل الناجم عن الهزة في الوقت الحقيقي (RT-QuIC) في تجارب Nano-QuIC يقلل أوقات الكشف من حوالي 14 ساعة إلى أربع ساعات فقط ويزيد الحساسية بعامل 10.
  3. يأمل الباحثون أن تكون طريقتهم التشخيصية الجديدة مفيدة في نهاية المطاف في اكتشاف الأمراض المرتبطة باختلال البروتين لدى البشر ، مثل مرض باركنسون ومرض كروتزفيلد جاكوب ومرض الزهايمر والتصلب الجانبي الضموري.

مصدر: جامعة مينيسوتا

طور باحثون في جامعة مينيسوتا توين سيتيز تقنية تشخيصية ثورية جديدة ستمكن من اكتشاف أسرع وأكثر دقة للأمراض التنكسية العصبية.

من المحتمل أن تفتح الطريقة الباب أمام العلاج المبكر والتخفيف من الأمراض المختلفة التي تصيب الإنسان ، مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون ، والأمراض المماثلة التي تصيب الحيوانات ، مثل مرض الزهايمر ومرض الهزال المزمن (CWD).

تم نشر دراستهم الجديدة في أحرف النانومجلة رائدة في مجال تكنولوجيا النانو تنشرها الجمعية الكيميائية الأمريكية.

قال سانغ: “تركز هذه الورقة في المقام الأول على مرض الهزال المزمن في الغزلان ، ولكن هدفنا في النهاية هو توسيع نطاق التكنولوجيا لتشمل مجموعة واسعة من الأمراض التنكسية العصبية ، مع كون ألزهايمر وباركنسون هما الهدفان الأساسيان”. – هيون أوه ، الرئيس المشارك مؤلف الورقة وأستاذ فخري بجامعة ماكنايت في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات بجامعة مينيسوتا.

تتمثل رؤيتنا في تطوير تقنيات تشخيص قوية وحساسة للغاية لمجموعة متنوعة من الأمراض التنكسية العصبية حتى نتمكن من اكتشاف المؤشرات الحيوية في مرحلة مبكرة ، وربما إتاحة المزيد من الوقت لنشر العوامل العلاجية التي يمكن أن تبطئ تقدم المرض. نريد المساعدة في تحسين حياة ملايين الأشخاص المصابين بأمراض التنكس العصبي. »

تشترك أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون ومرض جنون البقر وداء CWD (شائع جدًا في الغزلان) في خاصية مشتركة: تراكم البروتينات غير المطوية في الجهاز العصبي المركزي. يعد اكتشاف هذه البروتينات غير المطوية أمرًا ضروريًا لفهم وتشخيص هذه الاضطرابات المدمرة.

ومع ذلك ، فإن طرق التشخيص الحالية ، مثل المقايسة المناعية الإنزيمية والكيمياء النسيجية المناعية ، يمكن أن تكون باهظة الثمن وتستغرق وقتًا طويلاً ومحدودة من حيث خصوصية الجسم المضاد.

طريقة الباحثين في جامعة مينيسوتا ، التي يطلق عليها Nano-QuIC (التحويل الناجم عن الارتعاش المعزز بالجسيمات النانوية) ، تحسن بشكل كبير من أداء الطرق المتقدمة للكشف عن اختلال البروتين ، مثل التحويل في الوقت الحقيقي الناجم عن البروتين. رعاش من NIH Rocky Mountain Laboratories (RT-QuIC).

تتضمن طريقة RT-QuIC هز خليط من البروتينات الطبيعية بكمية صغيرة من البروتينات غير المطوية ، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل يتسبب في تكاثر البروتينات والسماح باكتشاف هذه البروتينات غير المنتظمة.

باستخدام عينات أنسجة الغزلان ، أظهر فريق جامعة مينيسوتا أن إضافة جزيئات السيليكا النانوية بحجم 50 نانومتر إلى تجارب RT-QuIC يقلل بشكل كبير من أوقات الكشف من حوالي 14 ساعة إلى أربع ساعات فقط ويزيد من الحساسية بعامل 10.

تعني دورة الكشف النموذجية التي تبلغ 14 ساعة أن فني المعمل يمكنه إجراء اختبار واحد فقط في كل يوم عمل عادي. ومع ذلك ، مع وقت اكتشاف أقل من أربع ساعات ، يمكن للباحثين الآن إجراء ثلاثة أو حتى أربعة اختبارات في اليوم.

يعد وجود طريقة اكتشاف أسرع وأكثر دقة أمرًا مهمًا بشكل خاص لفهم والتحكم في انتقال CWD ، وهو مرض ينتشر بين الغزلان في أمريكا الشمالية والدول الاسكندنافية وكوريا الجنوبية.

يعتقد الباحثون أن Nano-QuIC يمكن أن يكون مفيدًا في اكتشاف الأمراض المتعلقة باختلال البروتين لدى البشر ، وخاصة مرض باركنسون ومرض كروتزفيلد جاكوب ومرض الزهايمر والتصلب الجانبي الضموري.

قال بيتر لارسن ، المؤلف الرئيسي المشارك للورقة والأستاذ المساعد في قسم الطب البيطري والعلوم الطبية الحيوية بجامعة مينيسوتا: “كان فحص هذه الأمراض العصبية التنكسية في الحيوانات والبشر تحديًا كبيرًا لمجتمعنا”.

“ما نراه الآن هو وقت مثير حقًا حيث تظهر اختبارات تشخيصية جديدة من الجيل التالي لهذه الأمراض. يتمثل تأثير بحثنا في أنه يُحسِّن بشكل كبير اختبارات الجيل التالي هذه ، ويجعلها أكثر حساسية ، ويسهل الوصول إليها.

تم تمويل البحث من قبل الصندوق الاستئماني للبيئة والموارد الطبيعية في مينيسوتا ، على النحو الموصى به من قبل لجنة المواطنين التشريعية بشأن موارد مينيسوتا (LCCMR) ؛ صندوق الاستجابة الزراعية السريعة لمحطة التجارب الزراعية في مينيسوتا ؛ وبرنامج مينيسوتا للزراعة والبحث والتعليم والإرشاد ونقل التكنولوجيا (AGREETT).

يقدر سكان مينيسوتا العلم ويدعمون البحوث الأساسية والتطبيقية. قال النائب ريك هانسن ، رئيس لجنة البيئة والموارد الطبيعية في مينيسوتا هاوس والرئيس المشارك للجنة LCCMR: “بصفتنا مشرعين ، استثمرنا دولارات الصندوق الاستئماني البيئي لتوفير حلول للقضايا المعقدة مثل مرض الهزال المزمن”.

“أنا فخور بعمل LCCMR والسلطة التشريعية لدعم هذا البحث وسأواصل الدعوة لتمويل البحوث ومنع المشكلات المستقبلية التي تؤثر على حياتنا البرية وأنفسنا.”

يقود لارسن وأوه فريق البحث والتطوير في مجال التشخيص الجزيئي في مركز جامعة مينيسوتا لأبحاث البريون والتوعية (MNPRO) ، والذي يستفيد من هذا التمويل الحكومي لإجراء أبحاث في الأمراض المرتبطة بالتشوه الجزيئي. البروتينات التي لها تأثير كبير على الولاية مينيسوتا.

بالإضافة إلى أوه ولارسن ، ضم الفريق المشارك في هذه الورقة باحثين من جامعة مينيسوتا توين سيتيز ، بيتر كريستنسون (المؤلف الرئيسي ومرشح الدكتوراه في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات) ، مانسي لي (مرشح الدكتوراه في المقارنة و برنامج العلوم البيولوجية الجزيئية) وجيج رودين (باحث في قسم العلوم البيطرية والطبية الحيوية).

حول هذا البحث في أخبار علم الأعصاب

الكاتب: روندا زورن
مصدر: جامعة مينيسوتا
اتصال: روندا زورن – جامعة مينيسوتا
صورة: تُنسب الصورة إلى أخبار العلوم العصبية

البحث الأصلي: الوصول مغلق.
اختبار تشخيص الجسيمات النانوية RT-QuIC (Nano-QuIC) للبروتينات غير المطويةبواسطة Sang-Hyun Oh et al. أحرف النانو


خلاصة

اختبار تشخيصي RT-QuIC (Nano-QuIC) المعزز بالجسيمات النانوية للبروتينات غير المطوية

غالبًا ما تتراكم البروتينات الخاطئة المرتبطة بأمراض التنكس العصبي المختلفة في الأنسجة أو تنتشر في السوائل البيولوجية قبل سنوات من ظهورها السريري ، وبالتالي تمثل أهدافًا تشخيصية مثالية.

التحويل الناجم عن الرعاش في الوقت الحقيقي (RT-QuIC) ، وهو اختبار تضخيم بالبروتين ، لديه إمكانات كبيرة للكشف المبكر عن المرض ، ولكن لا تزال هناك تحديات أمام تطبيقات التشخيص الروتينية.

يعد مرض الهزال المزمن (CWD) ، المرتبط ببروتينات البريون غير المطوية لعنق الرحم ، نموذجًا مثاليًا لتقييم منهجيات RT-QuIC الجديدة. في هذه الدراسة ، قمنا بالتحقيق في الفرضية غير المختبرة سابقًا والتي تفيد بأن دمج الجسيمات النانوية في مقايسات RT-QuIC يمكن أن يحسن سرعتها وحساسيتها عند تطبيقها على العينات البيولوجية.

لقد أظهرنا أن إضافة 50 نانومتر من جسيمات السيليكا النانوية إلى تجارب RT-QuIC (المسماة Nano-QuIC) لتشخيص CWD يحسن الأداء بشكل كبير عن طريق تقليل أوقات الكشف بمقدار 2.5 مرة وزيادة الحساسية.ب 10 مرات التغلب على تأثير المثبطات في عينات الأنسجة المعقدة .

الأهم من ذلك ، لم يلاحظ أي إيجابيات خاطئة مع جسيمات السيليكا النانوية 50 نانومتر ، مما يدل على زيادة الموثوقية وإمكانية التطبيق التشخيصي لـ Nano-QuIC في اكتشاف البروتينات غير المطوية.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *