Почти в каждом заболевании присутствует воспалительный компонент, но анализы крови не могут точно определить воспаление в конкретных органах или тканях человеческого организма.

Теперь исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв разработали метод обнаружения воспаления с использованием антител, что потенциально приводит к тестам крови на специфические биомаркеры заболеваний, таких как болезни сердца , болезнь Альцгеймера и различные виды рака. Их прорыв также обещает открытие лекарств .

«Это исследование открывает невероятное количество путей для будущих исследований», — сказал Грег Тохтроп, профессор химии в Case Western Reserve. «Оно напрямую приведет к лучшему пониманию воспаления и выявлению заболеваний, а также к открытию новых лекарств».

Исследование, которым руководил Тохтроп, опубликовано сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Воспаление оставляет след
Тохтроп обнаружил, что некоторые соединения, образующиеся при взаимодействии с активными формами кислорода (АФК) — высокореактивными кислородсодержащими химическими веществами, которые могут повреждать ДНК, белки и липиды, — реагируют совершенно уникальным образом, что позволяет обнаруживать их с помощью антител.

Во время воспаления иммунные клетки вырабатывают ROS для уничтожения бактерий и других патогенов. ROS также могут образовываться под воздействием факторов окружающей среды, таких как ультрафиолетовый свет, загрязнение, радиация и курение. Избыток ROS может повредить клетки и ткани.

Тохтроп и его коллеги исследовали, как ROS могут реагировать с линолевой кислотой — жирной кислотой, присутствующей во всех клеточных мембранах, — образуя соединения, способные связываться с РНК, ДНК и белками, называемые эпоксикетооктадекановыми кислотами (EKODE).

Tochtrop обнаружил, что EKODE реагируют с нуклеиновой кислотой цистеином таким образом, который никогда ранее не был описан, образуя стабильную связь. Затем эти соединения накапливаются в тканях по всему телу, страдающих от окислительного стресса, таких как мозг, сердце, печень и другие органы. Tochtrop разработал антитела к этим соединениям на мышиных моделях и смог обнаружить накопление различных типов EKODE в различных тканях, как у мышей, так и у людей.

«Что делает это настолько интересным и потенциально ценным, так это то, что мы можем обнаружить уникальные соединения и концентрации в различных тканях и органах, а это значит, что с помощью анализа крови можно потенциально обнаружить множество заболеваний», — сказал Тохтроп.

Тест может быть похож на тест A1C для диабета, который измеряет процент гемоглобина в крови, покрытого глюкозой, указывая уровень глюкозы, циркулирующей в крови за последние три месяца. Тест EKODE может выявить аномальный окислительный стресс в определенных органах.

Поиск биомаркеров, специфичных для заболеваний
Следующим шагом, по словам Тохтропа, является выявление различных целей EKODE в различных органах и тканях для корреляции биомаркеров с конкретными заболеваниями. Его особенно интересуют EKODE, вырабатываемые в глазу в ответ на возрастную макулярную дегенерацию или диабетическую ретинопатию, которые влияют на зрение.

Тохтроп объяснил, почему эти биомаркеры не были идентифицированы раньше: «Нам пришлось разработать множество инструментов в лаборатории, чтобы изначально искать их», — сказал он.

Исследователи синтезировали модельные соединения EKODE, а затем изучили, как они реагируют с различными аминокислотами, и обнаружили, что цистеин — единственная аминокислота, с которой EKODE связывается в течение длительного времени.

«Мы рассмотрели внутреннюю химию системы, предсказали, что сформируется, а затем искали это», — сказал он. «Существуют очень важные трансляционные последствия, но это пример того, как рассмотрение вещей с первых принципов может действительно информировать о следующих шагах в разработке клинических тестов».

Потенциал для открытия новых лекарств
Исследование также может помочь в разработке новых лекарственных препаратов, поскольку разработчики лекарств ищут реактивные цистеины.

«Выявление реактивных цистеинов сейчас имеет решающее значение для разработки лекарств», — сказал он. «Это может помочь обнаружить множество реактивных цистеинов, которые могут быть направлены на разработку лекарств, что является ценным ответвлением наших исследований».