Новый сенсор предскажет цитокиновый шторм по составу пота

Исследователи из Даремского университета (Великобритания) и коллабораторы проанализировали биомаркеры крови британских спортсменов, чтобы определить эффект многократных сотрясений мозга на здоровье. В исследовании приняли участие 56 мужчин, отошедших от спорта в среднем семь лет назад: 30 бывших игроков в контактный спорт (регби), у которых было зафиксировано более пяти сотрясений мозга, и 26 бывших спортсменов, у которых не было сотрясений.

Анализ показал, что многократные сотрясения были ассоциированы с более высокими значениями таких биомаркеров, как общий тау и фосфорилированный тау 181 (p-tau181). Также в этой группе были выше уровни амилоида-бета 42 (Aβ42), p-tau217 и p-tau231, но эти закономерности не были значимыми. Напротив, в группе сотрясения мозга экзосомы были крупнее, а уровень ретинол-связывающего белка 4 (RBP-4) был снижен. Общий тау и p-tau181 играют важную роль в развитии болезни Альцгеймера и заболеваний двигательных нейронов. RBP-4 необходим для развития и работы мозга. По мнению авторов, дальнейший анализ биомаркеров поможет разработать диагностическую систему для раннего выявления нейродегенеративных заболеваний у спортсменов.

Пот содержит важные биомаркеры, которые позволяют отслеживать течение таких состояний, как диабет и генетические болезни. При этом сбор пота не сопряжен с дискомфортом, как отбор крови. Однако для того, чтобы собрать достаточное количество пота для анализа, сейчас используются физические упражнения, что подходит не для всех пациентов. Исследователи из Кореи и США разработали прибор для анализа пота, который сам стимулирует его выработку.

В конструкцию этого гибкого прибора, крепящегося на кожу, входит гидрогель, который при пропускании тока выделяет препарат для стимуляции потоотделения. Пот собирается с помощью микрофлюидного устройства и анализируется на наличие биомаркеров биосенсорами.

В опытах на здоровых людях анализы пота, собранного до и после приема пищи, хорошо соотносились с анализами крови, полученными в лаборатории. Прибор также опробовали на детях с муковисцидозом, он успешно выявил биомаркеры заболевания. Аппарат позволяет проводить анализы дома, не подвергая детей и родителей дополнительному стрессу. Технология, используемая в приборе, также может повышать скорость доставки лекарств в кожу и применяться, например, для ускоренного заживления ран.

Новый подход к выявлению рака поджелудочной железы (РПЖ) на ранних стадиях представили сотрудники отделения молекулярной диагностики и экспериментальной терапии некоммерческого клинического центра City of Hope на ежегодном собрании Американской ассоциации исследований рака (AACR).

Появление метастазов резко снижает пятилетнюю выживаемость пациентов с РПЖ, поэтому ранняя диагностика критически важна. Но симптомы этого заболевания неспецифичны, поджелудочную железу трудно пальпировать, а существующие биомаркеры, такие как гликопротеин CA19-9, на ранних стадиях недостаточно надежны. Метод жидкостной биопсии, предложенный докладчиками, основан на анализе экзосом — мембранных пузырьков, которые выделяют в кровь раковые и здоровые клетки. Исследователи идентифицировали в экзосомах из клеток РПЖ восемь характерных микроРНК и объединили их с пятью внеклеточными ДНК-маркерами, обнаруженными в крови пациентов.

При валидации на когортах пациентов и здоровых доноров из разных стран метод жидкостной биопсии выявил 93% случаев РПЖ в когорте из США, 91% случаев в южнокорейской когорте и 88% случаев в китайской когорте. Когда же полученную сигнатуру объединили с маркером CA19-9, тест выявил в когорте из США 97% случаев рака поджелудочной железы 1-2 стадии (без метастазов и с метастазами в ближайшие лимфоузлы).

Внеклеточные везикулы от А до Я: какими бывают, как и зачем их получают и исследуют

Апноэ во сне приводит к одышке, утомляемости и сонливости, также оно ассоциировано с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Для терапии необходимо знать тяжесть протекания этого состояния, которое можно отследить по изменению метаболизма. В настоящее время эти изменения регистрируют в крови и моче, но испанские исследователи показали, что подойдет также пот, который легко собрать и проанализировать.

Образцы пота отбирали до и после сна у 61 человека, часть из которых страдала от апноэ различной степени тяжести, а часть была здорова. Анализ проводили методом газовой хроматографии—масс-спектрометрии, выявили 78 метаболитов. Изменения в основном затронули метаболиты, связанные с выработкой энергии и окислительным стрессом. Самыми релевантными авторы назвали такие метаболиты, как лактоза, сукцинат, мочевина и оксипролин. Изменились также уровни пирувата, серина и гидроксибутирата.

С увеличением доли пожилого населения растет также интерес к ранней диагностике гериатрических заболеваний. Одним из индикаторов может служить уровень глутамина в крови и клетках — ученые обнаружили, что его концентрация значительно изменяется при таких заболеваниях, как рак, диабет и деменция. Для измерения уровня глутамина в крови корейские исследователи создали белковый сенсор, который позволит быстро и недорого измерять концентрации этого соединения в различных образцах.

Точная оценка концентрации глутамина затруднена из-за ограничений традиционных методов. В качестве альтернативы ученые предлагают использовать сенсор, состоящий из отдельных доменов глутаминсвязывающего белка. Принцип работы такого сенсора, названного Q-SHINE, основан на индуцированной лигандом димеризации. Система также содержала флуоресцентный или биолюминесцентный репортер (mCherry или нанолюциферазу). Он был разделен на два домена — это обеспечивало его функциональность только в случае димеризации глутаминсвязывающего белка.

Флуоресцентный сенсор глутамина продемонстрировал высокую чувствительность в диапазоне концентраций от сотен мкМ до мМ, что свидетельствует о его пригодности для измерения физиологических уровней глутамина (они обычно составляют 200–1400 мкМ в крови или раковых клетках и 1–3 мМ в тканях мозга). Сенсор тестировали также на биологических образцах — плазме крови или клетках, где он подтвердил свою эффективность. Q-SHINE позволяет напрямую определять содержание глутамина в биологических жидкостях — его чувствительность сопоставима со стандартными методами, а специфичность выше. Основанный на люциферазе вариант, подчеркивают исследователи, пригоден для измерения кинетики глутамина в живых клетках в режиме реального времени. Авторы заключают, что разработанный ими сенсор будет способствовать дальнейшему изучению метаболизма глутамина, в том числе в контексте различных заболеваний.