שיטה חדשה לגילוי דלקת עשויה לחולל מהפכה באבחון המחלות

כמעט לכל מחלה יש מרכיב דלקתי, אך בדיקות דם אינן יכולות להצביע על דלקת באיברים או ברקמות ספציפיות בגוף האדם.

כעת פיתחו חוקרים באוניברסיטת קייס ווסטרן רזרב שיטה לגילוי דלקת באמצעות נוגדנים, מה שעלול להוביל לבדיקות דם עבור סמנים ביולוגיים ספציפיים למחלות כמו למחלות לב, מחלת אלצהיימר וסוגי סרטן שונים. פריצת הדרך שלהם מבטיחה גם הבטחה לגילוי סמים.

מחקר זה פותח מספר מדהים של מסלולים למחקרים עתידיים. זה יוביל ישירות להבנה טובה יותר של דלקת וגילוי מחלות, כמו גם לגלות תרופות חדשות. "

גרג טוכטרופ, פרופסור לכימיה במעזר קייס ווסטרן רזרב

המחקר, אותו הוביל Tochtrop, מתפרסם היום בכתב העת המשך האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS).

דלקת משאיר עקבות

Tochtrop גילה כי תרכובות מסוימות שנוצרו מהאינטראקציה עם מיני חמצן תגובתי (ROS)-כימיקלים המכילים חמצן תגובתי בעלי שיא העלולים לפגוע ב- DNA, חלבונים וליפידים-מגיבים באופן ייחודי מאוד המאפשר גילוי באמצעות נוגדנים.

במהלך הדלקת, תאי חיסון מייצרים ROS להרוג חיידקים ופתוגנים אחרים. ניתן לייצר ROS גם על ידי חשיפה לגורמים סביבתיים כמו אור אולטרה סגול, זיהום, קרינה ועישון. ROS מוגזם יכול לפגוע בתאים ורקמות.

Tochtrop ועמיתיו חקרו כיצד ROS יכול להגיב עם חומצה לינולאית, חומצה שומן שנמצאה בכל ממברנות התא, ויוצרת תרכובות שיכולות להיקשר ל- RNA, DNA וחלבונים, הנקראים חומצות אפוקסיקטוקאוקאנואיות (ekodes).

Tochtrop מצא כי אקודים מגיבים עם ציסטאין של חומצת הגרעין באופן שמעולם לא תואר לפני כן, ויצרו קשר יציב. תרכובות אלה מצטברות אז ברקמות בכל הגוף הסובלות מלחץ חמצוני, כמו המוח, הלב, הכבד ואיברים אחרים. Tochtrop פיתח נוגדנים לתרכובות אלה מדגמי עכברים והצליח לאתר הצטברות של סוגים שונים של אקודים ברקמות שונות, הן בעכברים והן בבני אדם.

"מה שהופך את זה למעניין כל כך ועשוי להיות בעל ערך," אמר טוכטרופ, "הוא שנוכל לאתר תרכובות וריכוזים ייחודיים ברקמות ובאיברים שונים, מה שאומר שאתה יכול לאתר מגוון מחלות עם בדיקת דם."

הבדיקה יכולה להיות דומה לבדיקת A1C לסוכרת, המודדת את אחוז ההמוגלובין בדם המצופה בגלוקוז, מה שמצביע על רמת הגלוקוז המסתובב בדם בשלושת החודשים האחרונים. בדיקת EKODE יכולה לחשוף לחץ חמצוני לא תקין באיברים ספציפיים.

מחפש סמנים ביולוגיים ספציפיים למחלות

השלב הבא, על פי Tochtrop, הוא לזהות יעדי EKODE שונים באיברים ורקמות שונות כדי לתאם בין סמנים ביולוגיים עם מחלות ספציפיות. הוא מעוניין במיוחד באקודים המיוצרים בעין בתגובה להתנוונות מקולרית הקשורה לגיל או רטינופתיה סוכרתית המשפיעים על הראייה.

Tochtrop הסביר מדוע סמנים ביולוגיים אלה לא זוהו לפני כן: "היינו צריכים לפתח רבים מהכלים במעבדה כדי לחפש אותם מלכתחילה", אמר.

החוקרים סינתזו תרכובות מודל EKODE ואז למדו כיצד הם הגיבו עם חומצות אמינו שונות, ומצאו כי ציסטאין הוא היחיד שאקוד נקשר אליו במשך כל פרק זמן.

"התבוננו בכימיה המובנית של המערכת, ניבאנו מה ייווצר ואז חיפשו אותם", אמר. "יש השלכות תרגום חשובות מאוד, אבל זו דוגמה לאופן שבו התבוננות בדברים מהעקרונות הראשונים יכולה באמת ליידע את הצעדים הבאים לפיתוח בדיקות קליניות."

פוטנציאל לגלות תרופות חדשות

המחקר יכול גם לסייע לגילוי התרופות, שכן מפתחי התרופות מחפשים ציסטאינים תגוביים.

"זיהוי ציסטאינים תגוביים הוא מרכזי בגילוי התרופות ברגע זה", אמר. "זה יכול לעזור לחשוף ציסטאינים תגוביים רבים שיכולים להיות ממוקדים לגילוי תרופות, המהווה חילוף יקר של המחקר שלנו."