Персонализированная медицина возведена в крайнюю степень: противораковые вакцины создаются для каждого пациента в соответствии со специфическими мутациями его опухоли. Первые клинические испытания позволяют надеяться, что крайность однажды стан...
Новый метод диагностики болезни Альцгеймера по анализу крови


Современные методы позволяют диагностировать болезнь Альцгеймера лишь на стадии, когда излечение уже не возможно. Сотрудничая с исследовательской группой из Геттингенского Университета (University of Göttingen) и Немецкого Центра Нейродегенеративных заболеваний (German Center for Neurogenerative Diseases, DZNE), исследователи из Рурского Университета Бохума (Ruhr-Universität Bochum, RUB) (все Германия) разработали метод анализа крови, который потенциально может способствовать выявлению болезни Альцгеймера на ранней стадии. Он основан на иммунохимическом анализе с использованием инфракрасного сенсора. Поверхность сенсора покрыта высокоспецифичными антителами, выявляющими биомаркеры заболевания в крови или спинномозговой жидкости, полученной из нижних отделов позвоночника (люмбальная жидкость). Инфракрасный датчик анализирует наличие патологических изменений в биомаркерах, которые могут появиться более чем за 15 лет до проявления клинических симптомов. Разработанный метод стал темой номера журнала Biophotonics, а результаты исследования также опубликованы в журнале Analytical Chemistry.
Диагностика слишком запаздывает
Основной проблемой диагностики болезни Альцгеймера является тот факт, что к моменту проявления первых клинических симптомов в головном мозге уже возникают необратимые повреждения. В этот момент симптоматическое лечение является единственной доступной функцией.
«Если мы хотим иметь в своем распоряжении лекарственный препарат, способный значительно ингибировать прогресс заболевания, нам необходим анализ крови, диагностирующий болезнь Альцгеймера на стадии, предшествующей нарушениям памяти», – говорит профессор доктор Клаус Герверт (Klaus Gerwert), руководитель Отделения Биофизики (Department of Biophysics at RUB) в Рурском Университете.
«Применяя такие препараты на ранней стадии, мы сможем предотвратить деменцию или как минимум отсрочить ее появление», – добавляет профессор, доктор медицины Йенс Вильтфанг (Jens Wiltfang), руководитель Отделения Психиатрии и Психотерапии в Геттингенском Университете, а также координатор клинических исследований в DZNE.
Неправильно свернутый бета-амилоид
В разработанном тесте биомаркером является вторичная структура бета-амилоида. У пациентов с болезнью Альцгеймера она изменена. При патологической, неправильно свернутой структуре накапливается все больше и больше белка, постепенно формируя видимые бляшки, откладывающиеся в головном мозге, что является признаком заболевания. Это случается более чем за 15 лет до проявления первых клинических симптомов. Патологические бляшки бета-амилоида
могут определяться позитронно-эмиссионной томографией (сокращенно Amyloid PET), однако эта процедура относительно дорогая и сопровождается радиационным облучением.
Запатентованный метод выявления болезни Альцгеймера
Совместно с профессором Йенсом Вильтфангом, исследовательская группа профессора Клауса Герверта разработала инфракрасный сенсор для детекции неправильно свернутых пептидов бета-амилоида, что стало частью докторских исследовательских проектов Андреаса Наберса (Andreas Nabers) и Йонаса Шартнера (Jonas Schartner). Инфракрасный сенсор выявляет бета-амилоид в жидкостях организма. Метод проходит патентование. Изначально в качестве входного материала использовалась спинномозговая жидкость, позже исследователи начали проводить и анализ крови.
«Мы не просто выбрали один возможный вариант фолдинга белка, а выявили, как все существующие вторичные структуры бета-амилоида распространяются в здоровых и патологических формах», – говорит Герверт.
Точная диагностика не будет возможной до тех пор, пока не будет оценено распределение всех вторичных структур. Детекция бета-амилоида уже доступна методом иммуноферментного анализа (ИФА). Метод выявляет общую концентрацию, долю форм различной длины и концентрацию отдельных конформаций пептида в жидкостях организма, однако ученые еще не представили сведения о диагностически значимом распределении вторичных структур. «Вот почему ИФА не оказался очень эффективным при проведении анализа крови на практике», – поясняет Клаус Герверт.
Проведено первое клиническое испытание
Используя методы, разработанные в Бохуме и Геттингене, исследователи проанализировали образцы 141 пациента. Они достигли диагностической точности 84% на образцах крови и 90% – на образцах спинномозговой жидкости, что сравнимо с клиническим золотым стандартом. Использованный метод показал увеличение неправильно свернутых биомаркеров в виде спектрального сдвига бета-амилоида ниже уровня предельного значения, таким образом, диагностировав болезнь Альцгеймера. «Особенностью данного метода является то, что он является единственным полноценным методом без использования меток с одним критическим уровнем», – описывает результаты работы в своей диссертации Андреас Наберс.
Потенциальный сенсор для ранней диагностики
Ученые также протестировали возможность ранней диагностики болезни Альцгеймера на небольшой группе пациентов. Результаты позволяют предположить, что даже до стадии деменции в организме можно выявить увеличение концентрации неправильно свернутого бета-амилоида. То есть в будущем заболевание можно будет диагностировать на доклинических стадиях. «Чем раньше выявлена болезнь Альцгеймера, тем выше шансы на излечение. Этот сенсор является вехой в верном направлении», – добавляет Йенс Вильтфанг. В настоящее время для оптимизации статистической значимости проводится пробный анализ ранней диагностики заболевания на 800 пациентах.
По материалам Ruhr-University Bochum
Оригинальная статья:
Andreas Nabers, Julian Ollesch, Jonas Schartner, Carsten Kötting, Just Genius, Ute Haußmann, Hans Klafki, Jens Wiltfang, Klaus Gerwert. An infrared sensor analysing label-free the secondary structure of the Abeta peptide in presence of complex fluids. Journal of Biophotonics, 2016; 9 (3): 224 DOI: 10.1002/jbio.201400145
