Yksinkertainen verikoe, jossa käytetään nanohiukkasia, voisi mahdollistaa akuutin maksavaurion havaitsemisen aikaisemmin

Teksasin yliopisto Dallasissa, kemisti Dr. Uudessa tutkimuksessa, hän ja hänen kollegansa osoittavat, kuinka näillä nanohiukkasilla voisi olla keskeinen rooli yksinkertaisessa verikokeessa akuutin maksavaurion havaitsemiseksi aikaisemmin kuin nykyiset menetelmät.

Tutkimus, julkaistu verkossa 19. helmikuuta lehdessä Tiede etenee , laajentaa vastaavan tekijän Zhengin työtä, joka on aiemmin osoittanut nanohiukkasten käytön syöpälääkkeiden kohdennetussa jakelussa ja munuaissairauksien ymmärtämisessä.

"Tavoitteenamme on tehdä perhelääkäreille helpoksi saada maksavaurio aikaisemmin. Jos he voivat havaita ja hoitaa tällaisen vamman aikaisemmin, potilaalla on paremmat mahdollisuudet toipua nopeammin, "sanoi Zheng, kemian ja biokemian professori sekä Cecil H. ja Ida Green systeemibiologian professori luonnontieteiden ja matematiikan korkeakoulussa.

Kultainen standardi maksasairauden seurantaan ja diagnosointiin on maksan biopsia, joka on invasiivinen ja voi olla tuskallista tai aiheuttaa komplikaatioita. Kliinisessä ympäristössä lääkärit voivat myös seurata maksan toimintaa ei -invasiivisesti testeillä, jotka kirjaavat tiettyjen entsyymien ja proteiinien pitoisuudet veressä, kuten alaniiniaminotransferaasi (ALT) ja aspartaattiaminotransferaasi (AST), joita maksasolut vapauttavat, tai hepatosyytit, kun elin on vaurioitunut.

"Perinteiset veren biomarkkerit, kuten ALT ja ASAT, vapautuvat, kun maksasolut kuolevat - vahinko on jo tehty, "Zheng sanoi." Toinen haitta näistä testeistä on se, että muut tekijät, kuten tulehdus, voivat aiheuttaa näiden biomarkkereiden epänormaalin korkean. Tämän takia, monessa tapauksessa, lääkärit eivät välttämättä puutu asiaan heti. Tämä luo ongelman, koska se voi viivyttää maksavaurion havaitsemista ja hoitoa. "

Kohdistusavain antioksidantti

Tutkimuksessa, joka tehtiin hiirillä, Zheng ja hänen kollegansa keskittyivät kemikaaliin nimeltä glutationi, joka on maksan tuottama antioksidantti. Jatkuva vapautuminen, tai ulosvirtaus, Hepatosyyttien glutationin pitoisuus auttaa ylläpitämään terveen maksan vieroitusfunktion. Kun maksa on vaurioitunut, kuitenkin, glutationin tuotanto on estetty.

"Glutationin ehtymisen on havaittu korreloivan vahvasti monien maksasairauksien lisääntyneen riskin kanssa, mukaan lukien lääkkeiden aiheuttama maksavaurio, alkoholiin liittyvät ja alkoholittomat rasvahapposairaudet, maksan fibroosi ja kirroosi, "Zheng sanoi." Ihmiset ovat tutkineet glutationia vuosikymmeniä, mutta ei ole helppoa seurata ei -invasiivisesti. "

Glutationin ei -invasiivinen seuranta on osoittautunut vaikeaksi, koska biomolekyyli laimennetaan lähes kolmeen suuruusluokkaan, kun se tulee verenkiertoon. ja muut elimet kuluttavat sen nopeasti ja munuaiset poistavat sen nopeasti.

Zheng ja hänen kollegansa yhdistivät asiantuntemuksensa kultaisiin nanohiukkasiin ja glutationin käyttäytymiseen kehittääkseen nanokannansa akuuttiin maksavaurioon, joita he sitten testasivat hiirillä. Ne alkoivat yhdistämällä tai konjugoimalla kemiallisesti kullan nanopartikkeleihin orgaanisen fluoresoivan värin, jota kutsutaan indosyaniinivihreäksi (ICG), jolla on laaja kliininen käyttö.

"Tämän konjugaation takia, ICG -molekyylit eivät fluoresoidu. Kultaiset nanohiukkaset kuljettavat väriaineen erityisesti maksaan. Tämän työn kauneus on, että anturi voidaan aktivoida selektiivisesti maksassa suurella spesifisyydellä, "Zheng sanoi.

Tutkijat pistivät konjugoituja kultaisia ​​nanohiukkasia hiiriin, joille oli annettu liiallinen asetaminofeeniannos (APAP). Asetaminofeenin yliannostus, tunnetaan myös tuotenimellä Tylenol, on yksi yleisimmistä lääkkeiden aiheuttaman maksavaurion syistä ja yleisin akuutin maksan vajaatoiminnan syy Yhdysvalloissa

Myrkyllisyyden seuranta

Kun nanohiukkaset saavuttivat maksan osan, jota kutsutaan sinimuotoiseksi, glutationimolekyylit kaatoivat ICG -molekyylit kultaisista nanohiukkasista ja ottivat paikkansa.

"Muistaa, kun maksasolut ovat loukkaantuneet, glutationin ulosvirtaus vähenee merkittävästi; siksi, kultahiukkasten pinnoille jää vähemmän glutationia ja enemmän ICG -molekyylejä, "Zheng sanoi.

Kultaiset nanohiukkaset palasivat verenkiertoon melko nopeasti. Noin puolen tunnin sisällä, tutkijat pystyivät havaitsemaan glutationin vähenemisen pienessä määrin verta.

"Yksinkertainen verikoe osoittaa, kuinka paljon ICG:tä on jäljellä kultahiukkasten pinnalle, "Zheng sanoi." Mitä enemmän ICG:tä on jäljellä, vähemmän glutationia maksassa, joka korreloi suoraan maksavaurioon. Hiukkasemme pystyi havaitsemaan APAP -yliannostuksen 93%:n tarkkuudella, joka on erittäin korkea. Ja se on vaiheessa, joka on paljon aikaisempi kuin perinteiset biomarkkerit voivat havaita. "

Tohtori William Lee, sisätautien professori UT Southwestern Medical Centerissä, on tutkimuksen yhteiskirjoittaja ja yksi maailman johtavista asiantuntijoista akuutin maksan vajaatoiminnan ja asetaminofeenin toksisuuden suhteen maksassa. Lee on ollut tutkijana neljässä kansallisen diabeteksen ja ruoansulatus- ja munuaistautien instituutin (NIDDK) sponsoroimassa verkostossa:hepatiitti C:n antiviraalinen pitkäaikainen hoito kirroosia vastaan ​​(HALT-C), akuutin maksan vajaatoiminnan tutkimusryhmä, huumeiden aiheuttamien maksavaurioiden verkosto ja hepatiitti B -tutkimusverkosto.

"Glutationivuo on asetaminofeenin aineenvaihdunnan ydin, ja tohtori Zhengin uusi menetelmä glutationin seurantaan on suuri askel eteenpäin kyvyssämme ymmärtää ja estää asetaminofeenin toksisuutta, "Lee sanoi.

Neil Kaplowitz, lääketieteen professori ja gastroenterologian ja maksasairauksien päällikkö Etelä -Kalifornian yliopiston Keckin lääketieteellisessä koulussa, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoi:"Tutkimuksen tekijät ovat kehittäneet uuden lähestymistavan glutationin tilan dynaamiseen arviointiin maksan sinusoideissa. Heidän tekninen edistyksensä osoittaa, että he voivat kuvata sinimuotoisen veren glutationin tai mitata tämän sinimuotoisen plasman glutationin indikaattorin erityisesti kerättyyn perifeeriseen vereen, joka heijastaa tarkasti glutationin määrää maksasoluissa. "

Vaikka nykyinen tutkimus keskittyi huumeiden aiheuttamaan, akuutti maksavaurio, Zheng sanoi, että tuleva työ syventää edelleen perustavaa laatua olevaa ymmärrystä maksan ja nanohiukkasten vuorovaikutuksista, jatka testin herkkyyden ja tarkkuuden parantamista, ja laajentaa tekniikkaa myös kroonisen maksavaurion havaitsemiseksi. Hän sanoi, että tutkimus on jännittävä jatke hänen aikaisemmille pyrkimyksilleen kehittää kehosta helposti puhdistettavia nanolääkkeitä.

"Vietin suuren osan urastani kehittämällä selkeitä nanolääketieteitä sairauksien, kuten syövän tai munuaissairauksien hoitoon. ja tämä uusi tutkimus on suuri läpimurto, "Zheng sanoi." Uskomme, että uusi työmme voi johtaa hyväksyttävään nanolääketieteeseen, joka voi auttaa havaitsemaan maksavaurion paljon aikaisemmin yksinkertaisella verikokeella, ja se voi auttaa monia ihmisiä. "

• UMass Amherst -tutkija keskittyy käsien mikrobiomin perusnäkökohtien ymmärtämiseen
• FDA kelpuuttaa C-Pathin DIBSS-C:n kliinisiin tutkimuksiin