Биомаркеры травматического повреждения мозга выявили методом фагового дисплея in vivo

Травматическое повреждение мозга (ТПМ) — это сложная патология, состоящая из двух основных фаз. Изначально травма нарушает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — границу между мозгом и сосудами — и приводит к сдвигу клеток, деформации тканей и некрозу. Далее начинается вторая фаза ТПМ, в ходе которой происходит повреждение митохондрий, гибель клеток, ишемия, растет уровень воспалительных цитокинов. В зависимости от серьезности травмы вторая фаза может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев. В процессе развития патологии ТПМ происходят постоянные биохимические изменения, что существенно замедляет поиск биомаркеров и, соответственно, разработку терапии.

В журнале Science Advances опубликована работа, в ходе которой провели поиск специфичных белков, характерных для острой и хронической фаз ТПМ, используя метод фагового дисплея. Библиотеку фагов, несущих фрагменты антител, вводили мышам с ТПМ через 1, 7 и 21 день после травмы. Мышей умерщвляли, несвязанные фаги вымывали. После этого поврежденную мозговую ткань извлекали и гомогенизировали. С помощью обработки трипсином связанные фаги элюировали. Фаговую библиотеку амплифицировали в E. coli, а затем секвенировали методом NGS. Процедуру повторяли с отобранными фагами. В результате получали последовательности, обогащенные именно в поврежденной нервной ткани в определенный момент времени.

На основе обогащенных последовательностей синтезировали пептиды, которые затем использовали для поиска таргентных белков в поврежденной нервной ткани. Белки анализировали методом масс-спектрометрии.

Уникальность нового исследования состоит в использовании фагового дисплея и NGS для модели ТПМ in vivo. Авторы идентифицировали маркеры, связанные только с острой или только с хронической фазой ТПМ. Так, белки, участвующие в нейродегенеративных процессах, были обнаружены только через семь дней после травмы, а не сразу после нее. Это может объяснить тот факт, что люди, перенесшие ТПМ, впоследствии имеют повышенный риск развития нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Новое исследование — основа для дальнейших открытий в области нейропротеомики.