Egy egyszerű vérvizsgálat nanorészecskék használatával lehetővé teszi az akut májkárosodás korábbi felismerését

A Texasi Egyetem Dallasi vegyésze, Dr. Jie Zheng karrierje nagy részét azzal töltötte, hogy az arany nanorészecskéket vizsgálja a nanomedicina területén kifejtett lehetséges hatásuk miatt. Az új kutatások során, ő és kollégái megmutatják, hogy ezek a nanorészecskék hogyan játszhatnának kulcsszerepet egy egyszerű vérvizsgálatban az akut májkárosodás észlelése előtt, mint a jelenlegi módszerek.

A tanulmány, február 19 -én jelent meg online a folyóiratban A tudomány fejlődése , kibővíti a megfelelő szerző Zheng munkáját, amely korábban bizonyította a nanorészecskék használatát a rákos gyógyszerek célzott szállítására és a vesebetegségek jobb megértésére.

"Célunk, hogy egyszerűvé tegyük a háziorvosok számára, hogy korábban könnyen elkapják a májkárosodást. Ha korábban észlelik és kezelik ezt a sérülést, a betegnek nagyobb esélye van a gyorsabb gyógyulásra, - mondta Zheng, a kémia és biokémia professzora, valamint Cecil H. és Ida Green, a Természettudományi és Matematikai Iskola rendszerbiológiai tudományának professzora.

A májbetegségek megfigyelésének és diagnosztizálásának aranystandardja a májbiopszia, amely invazív és fájdalmas lehet, vagy szövődményeket okozhat. Klinikai körülmények között, az orvosok nem invazív módon is figyelemmel kísérhetik a májműködést olyan tesztekkel, amelyek rögzítik bizonyos enzimek és fehérjék szintjét a vérben, mint például az alanin -aminotranszferáz (ALT) és az aszpartát -aminotranszferáz (AST), amelyeket a májsejtek szabadítanak fel, vagy hepatociták, amikor a szerv sérült.

"Hagyományos vérbiomarkereket, például ALT -t és AST -t szabadítanak fel, amikor a hepatociták meghalnak - a kár már megtörtént, "Zheng mondta." Egy másik hátránya ezeknek a teszteknek, hogy más tényezők, például gyulladás, ezek a biomarkerek abnormálisan magasak lehetnek. Emiatt, sok esetben, előfordulhat, hogy az orvosok nem avatkoznak azonnal be. Ez problémát okoz, mert késleltetheti a májkárosodás észlelését és kezelését. "

Célzott kulcsfontosságú antioxidáns

A tanulmányban amelyet egereken végeztek, Zheng és munkatársai a glutation nevű vegyi anyagra összpontosítottak, amely a máj által termelt fő antioxidáns. Az állandó elengedés, vagy kiáramlás, A hepatociták glutation -tartalma segít fenntartani az egészséges máj méregtelenítő funkcióját. Amikor a máj megsérül, azonban, a glutation -termelés blokkolva van.

"A glutation kimerülése szoros összefüggésben áll számos májbetegség fokozott kockázatával, beleértve a gyógyszer okozta májkárosodást, alkohollal kapcsolatos és alkoholmentes zsíros májbetegségek, májfibrózis és cirrhosis, "Zheng mondta." Az emberek évtizedek óta tanulmányozzák a glutationt, de nem könnyű nem invazív módon nyomon követni. "

A glutation nem invazív ellenőrzése nehéznek bizonyult, mivel a biomolekula közel három nagyságrenddel hígul, amint belép a véráramba, és más szervek gyorsan elfogyasztják, és a vesék gyorsan kitisztítják.

Zheng és kollégái ötvözték a szaktudásukat az arany nanorészecskékkel a glutation viselkedésével, hogy kifejlesszék nanoszondájukat akut májkárosodás esetén, amit aztán egereken teszteltek. Kezdetben az arany nanorészecskékhez kémiailag csatlakoztattak - vagy konjugáltak - egy szerves fluoreszkáló festéket, az indocianin zöld (ICG) nevű festéket. amely széles körben alkalmazható klinikai szempontból.

"E ragozás miatt, az ICG molekulák nem fluoreszkálnak. Az arany nanorészecskék kifejezetten a májba viszik a festéket. Ennek a munkának az a szépsége, hogy a szonda szelektíven aktiválható a májban, nagy specifitással, - mondta Zheng.

A kutatók konjugált arany nanorészecskéket fecskendeztek be egerekbe, akik túlzott mennyiségű acetaminofent (APAP) kaptak. Acetaminofen túladagolása, más néven Tylenol, az egyik leggyakoribb oka a gyógyszerek okozta májkárosodásnak és az akut májelégtelenség leggyakoribb oka az Egyesült Államokban.

A toxicitás követése

Miután a nanorészecskék elérték a májnak a szinuszosnak nevezett részét, A glutation -molekulák leütötték az ICG -molekulákat az arany nanorészecskékről, és elfoglalták helyüket.

"Emlékezik, amikor a májsejtek megsérülnek, a glutation kiáramlása jelentősen csökken; ezért, kevesebb glutation és több ICG molekula marad az aranyrészecskék felületén, - mondta Zheng.

Az arany nanorészecskék meglehetősen gyorsan visszatértek a véráramba. Körülbelül fél órán belül, a kutatóknak sikerült kimutatniuk a glutation kimerülését kis mennyiségű vérben.

"Egy egyszerű vérvizsgálat megmutatja, hogy mennyi ICG maradt az aranyrészecskék felületén, - mondta Zheng. - Minél több az ICG, kevesebb glutation a májban, ami közvetlenül összefügg a májkárosodással. Részecskénk 93% -os pontossággal tudta kimutatni az APAP túladagolását, ami nagyon magas. És ez egy olyan szakaszban van, amely sokkal korábbi, mint a hagyományos biomarkerek. "

Dr. William Lee, az UT Southwestern Medical Center belgyógyász professzora, a tanulmány társszerzője és a világ egyik vezető szakértője az akut májelégtelenség és a máj acetaminofen toxicitása területén. Lee az Országos Diabétesz- és Emésztő- és Vesebetegségek Intézete (NIDDK) által szponzorált négy hálózat helyszíni kutatója:a Hepatitis C vírusellenes, hosszú távú kezelés a cirrhosis ellen (HALT-C), az akut májelégtelenség vizsgálati csoportja, a kábítószer okozta májkárosodási hálózat és a Hepatitis B kutatási hálózat.

"A glutation -fluxus az acetaminofen anyagcseréjének középpontjában áll, és Dr. Zheng új módszere a glutation nyomon követésére nagy előrelépés az acetaminofen toxicitás megértésében és megelőzésében, - mondta Lee.

Dr. Neil Kaplowitz, orvosprofesszor, a gasztroenterológia és a májbetegségek vezetője a Dél -Kaliforniai Egyetem Keck Orvostudományi Iskolájában, aki nem vett részt a vizsgálatban, "A tanulmány szerzői új megközelítést dolgoztak ki a glutation állapotának dinamikus értékeléséhez a máj szinuszokban. Technológiai fejlődésük azt mutatja, hogy képesek szinuszos vér -glutation képét kimutatni, vagy kimutatni a szinuszos plazma glutation mutatóját kifejezetten a begyűjtött perifériás vérben," amely pontosan tükrözi a glutation mennyiségét a májsejtekben. "

Míg a jelenlegi tanulmány a gyógyszerek által kiváltott, akut májkárosodás, Zheng szerint a jövőbeli munka tovább mélyíti a máj-nanorészecske kölcsönhatások alapvető megértését, tovább javítja a teszt érzékenységét és pontosságát, és kiterjeszti a technológiát, hogy segítsen kimutatni a krónikus májkárosodást is. Azt mondta, hogy a kutatás izgalmas kiterjesztése korábbi erőfeszítéseinek, amelyek a testből könnyen eltávolítható nanomedicinák kifejlesztésére irányultak.

"Pályafutásom nagy részét azzal töltöttem, hogy tisztázható nanomedicinákat fejlesztettem olyan betegségek kezelésére, mint a rák vagy a vesebetegség, és ez az új kutatás nagy áttörés, "Azt mondta Zheng." Úgy gondoljuk, hogy új munkánk olyan tisztázható nanomedicinához vezethet, amely egyszerű vérvizsgálattal sokkal korábban segíthet a májkárosodás felismerésében, és ez sok embernek segíthet. "

• Az UMass Amherst kutatója a kéz mikrobiómájának alapvető aspektusainak megértésére összpontosít
• Az FDA minősíti a C-Path DIBSS-C-jét klinikai vizsgálatokra