מדענים פיתחו בדיקת דם מהירה ולא פולשנית שיכולה לאתר את מחלת פרקינסון לפני תחילת הרעידות. על ידי מדידת שברי RNA המשקפים פתולוגיה מוחית, הבדיקה מציעה תקווה חדשה לאבחון מוקדם והתערבות ממוקדת.
מחקר: מחלת הפרקינסון לפני סימפטומטית בדיקת דם מכמתת את המוטיבים של רצף חוזר על עצמם בשברי RNA העברה. קרדיט תמונה: קטריה קון / Shutterstock
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת הזדקנות טבעהחוקרים העריכו אם בדיקת דם המודדת שברים RNA (TRNA) גרעיניים ומיטוכונדריאלי (TRNA) עלולים לאתר במדויק את מחלת פרקינסון טרום סימפטומטית (PD).
רֶקַע
מה אם נוכל לגלות PD לפני תחילת רעד בודד? PD הוא ההפרעה הניוונית השנייה הנפוצה ביותר ברחבי העולם, ומשפיעה על למעלה מ -10 מיליון אנשים ברחבי העולם על פי הערכות שהובאו באופן נרחב וגורמת לתנועה מתקדמת וליקויים קוגניטיביים. שיטות אבחון נוכחיות הן לרוב תגובתי, ומזהות את המחלה לאחר שכבר התרחש נזק מוחי משמעותי. בדיקות פולשניות וסמנים ביולוגיים לא עקביים מפריעים עוד יותר לאבחון מוקדם. העבר שברי RNA (TRFS), חתיכות RNA קטנות שאינן מקודדות שנוצרו על ידי מחשוף אנזימטי, מתעוררות כאינדיקטורים פוטנציאליים להפרעות נוירולוגיות. הרמות שלהם עוברות בתגובה לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה ולחץ עצבי, שני סימני ההיכר של PD. עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי לאמת את כוח האבחון שלהם.
על המחקר
החוקרים ערכו ניתוח רב-קוהורט באמצעות רצף RNA קטן ותגובת שרשרת פולימראז כמותית (QPCR) כדי לחקור את הפוטנציאל האבחוני של TRFs ספציפיים ב- PD. הם ניתחו דגימות נוזלים מוחיים, דם ומוח של חולים עם PD, מחלת אלצהיימר וביקורת בריאה, כולל דגימות לאחר המוות מבנק המוח של הולנד (NBB) ותורמים חיים מיוזמת סמני ההתקדמות של פרקינסון (PPMI). המחקר התמקד בשתי משפחות TRF: RGTTCRA-TRFs המקוריים גרעיניים, הנגזרים מ- RNA העברה ומסומן על ידי מוטיב חוזר ונשנה ספציפי ((A/G) GTTC (A/G) A), ו- TRFS מיטוכונדריאלי (MT-TRF), שמקורו בגנים מיטוכונדריים. יחס בין השניים חושב כדי לתקנן את ההבדלים בין יחידים.
בעזרת מערך הנתונים של PPMI הם העריכו יחס זה בחולים בשלב מוקדם, נשיאת מוטציה ופדרומל. בעזרת QPCR כפול, הם גם אישרו את הממצאים בדגימות דם טריות (קבוצת המרכז הרפואי של Shaare Zedek) ורקמות מוח לאחר המוות (NIH Neurobiobank). יתרה מזאת, הם השתמשו במודל של למידת מכונה מוגברת בשיפוע (GBM) כדי להשוות את הדיוק החזוי של יחס ה- TRF לציונים קליניים מסורתיים כמו סולם הדירוג של מחלות פרקינסון המאוחדות (UPDRS) וסולם Hoehn ו- Yahr (H&Y). ניסויים נוספים כללו ביטוי יתר ונוק-אאוט של אנגיוגנין (ANG), אנזים שוטף TRNA, ופרופיל ריבוזומלי לבחינת ההשפעות הביולוגיות של הצטברות RGTTCRA-TRF על סינתזת חלבון.
תוצאות המחקר
המחקר חשף שינויים ברורים בשברי RNA העברה הקשורים ל- PD. בנוזל מוחי-שדרתי, החולים הציגו רמות גבוהות של RGTTCRA-TRFs וירידו ברמות ה- MT-TRFs בהשוואה לביקורת ואנשים עם מחלת אלצהיימר. פרופיל TRF ייחודי זה היה עקבי בשני המינים ולא הראה חפיפה עם חתימות מחלת אלצהיימר. באופן דומה, רקמות מוח מה- Substantia NIGRA (האזור שנפגע ביותר ב- PD) הראו רמות RGTTCRA-TRF גבוהות המתואמות עם נוכחותם של גופי לוי, אגרגטים חלבוניים שהם סימן ההיכר של המחלה.
ניתוח דם תמך בממצאים אלה. בדגימות שלאחר המוות, RGTTCRA-TRFs הועלו באופן משמעותי בעוד MT-TRFs הופחתו. חולים המובילים מוטציה בשלב מוקדם הציגו יחס RGTTCRA/MT-TRF גבוה יותר מאשר נשאים בריאים מאותה מוטציה. דפוס זה היה עקבי על רקע אתני, אם כי מעט פחות נבדל בקרב משתתפים שחורים, במקביל למגמות בציונים הקליניים שלהם. חשוב לציין כי מודל GBM המשתמש ביחס TRF השיג דיוק אבחוני (שטח מתחת לעיקול (AUC)) של 0.86, תוך ביצוע ציונים קליניים מסורתיים (AUC 0.73). חתימת TRF הבחינו גם בחולים פרדרומליים, אלה עם תסמינים מוקדמים ולא מוטוריים, מביקורת בריאה.
בדיקות QPCR כפולות אישרו כי יחס זה עלול להפריד באופן אמין את החולים מהבקרות הן בדגימות המוח הטריות והן בדגימות המוח לאחר המוות. יתר על כן, רמות ה- RGTTCRA-TRF ירדו לאחר טיפול בגירוי מוח עמוק (DBS), תוך התאמה עם הקלה בתסמינים קליניים. חולים שטופלו ב- DBS הראו מופחתת של RGTTCRA-TRFs וירידה בביטוי של אנגיוגנין (ANG), מה שמצביע על כך ש- DBS עשוי לדכא את ייצור TRF או לשנות את ויסותם.
ניתוחים ביולוגיים סיפקו תובנה לגבי התפקיד הפתוגני הפוטנציאלי של RGTTCRA-TRFs. שברים אלה הראו השלמת רצף חזק ל- RNA ריבוזומלי ושבר הנגזר מ- Leucine TRNA החיוני לתרגום חלבון (Leucag3′-TRF). דוגמנות אינטראקציה העלו כי RGTTCRA-TRFs יוכלו לאגד את שניהם, וליצור מנגנון "נעילה כפולה" הפוגע בתחילת התרגום וההארכה. פרופיל ריבוזומלי של תאי נוירובלסטומה מקוטבים חשף קשר מופחת של RGTTCRA-TRF עם ריבוזומים, ותמך בתפקידם בשיבוש תרגום. הדמיה של העברת אנרגיה תהודה Förster (FRET) אישרו את הקרבה בין RGTTCRA-TRFs לריבוזומים בתאים חיים.
מסקנות
לסיכום, מחקר זה מציג עדויות משכנעות שמעבירים את שברי ה- RNA (באופן ספציפי, RGTTCRA-TRFS ו- MT-TRFs) יכולים לשמש כסמנים ביולוגיים מוקדמים ולא פולשניים של PD. התבנית המובהקת שלהם מאפשרת אבחנה מדויקת גם בשלבים פרדרומליים, תוך ביצועים טובים יותר מהציון הקליני המסורתי. מבחן ה- QPCR הכפול הוא מהיר, חסכוני ורגיש, מה שהופך אותה ליישומית מאוד במסגרות קליניות. יתר על כן, TRFs אלה עשויים למלא תפקיד בהתקדמות המחלה על ידי הפרעה לסינתזת חלבון. בעוד שממצאים דורשים אימות בקבוצות גדולות ומגוונות יותר, במיוחד בקבוצות אתניות המייצגות, אסטרטגיה זו של סמן ביולוגי מציעה דרך מבטיחה לגילוי מוקדם יותר, פיקוח טוב יותר והתערבות טיפולית יעילה יותר ב- PD.
