Расстройства пищеварения можно выявлять по анализу выдоха

Дети и взрослые, возможно, смогут избежать инвазивных, болезненных и часто травмоопасных анализов пищеварительной системы на повреждения кишечника и целиакию при помощи зондов. Для диагностики потребуется только выдохнуть в стеклянную трубку. Новый анализ также поможет в назначении более эффективной терапии при диабете 2-го типа.

Принцип метода
Изображение
Creative Commons Attribution 4.0 | https://www.nature.com/articles/s41598-019-41375-y

Новый дыхательный тест, разработанный австралийскими учеными, будет определять активность мембранного фермента дипептидилпептидазы-4 (DPP4) в тонком кишечнике. Потенциальная клиническая значимость такого анализа довольно высока. Ингибиторы DPP4 используются для терапии диабета 2-го типа, однако есть подгруппа пациентов, не отвечающих на лечение. Определение активности DPP4 помогло бы определить таких пациентов, но стандартные методы количественного определения этого фермента (флуориметрические и колориметрические) достаточно сложны и не могут проводиться в режиме реального времени.

Этот фермент также может быть маркером заболеваний ЖКТ. Он экспрессируется на микроворсинках тонкого кишечника и участвует в гидролизе белков, богатых пролином и устойчивых к расщеплению другими ферментами, в частности тех, что содержатся в ржи и ячмене. Есть данные о взаимосвязи активности DDP4 с различными воспалительными заболеваниями, повреждениями слизистой оболочки. «Некоторые исследовательские группы предположили, что DPP4 участвует в расщеплении глютена и что у людей с целиакией снижено количество фермента DPP4 в тонком кишечнике. Однако инструментов для измерения этого показателя при целиакии нет», — говорит руководитель исследовательской группы доктор Роджер Язбек.

Авторы статьи, опубликованной в Scientific Reports, испытали принцип метода in vitro. Они взяли две клеточные линии: Caco-2, которая происходит от колоректальной аденокарциномы и активно экспрессирует DPP4 в мембране, и HeLa, происходящую от плоскоклеточного рака шейки матки, с практически нулевой экспрессией этого белка. В среду для выращивания клеток добавили специфический субстрат фермента — трипептид, включающий остаток аминокислоты аланина, который содержал изотоп углерода-13. В результате метаболизме аланина этот изотоп покидает клетку в составе углекислого газа. Исследователи брали пробы газа, выделяемого клетками, и определяли количество изотопа с помощью масс-спектрометрии. Результаты хорошо коррелировали с активностью фермента, измеренной колориметрическим методом. Добавление ингибитора DPP4 к клеткам Caco2 значительно снижало сигнал. Как отмечают авторы, предварительные результаты исследования на человеке (не включенные в эту статью) показывают, что дыхательный тест на DPP4 можно использовать для неинвазивной оценки функции кишечника и ассимиляции белка при подозрении на функциональные желудочно-кишечные расстройства.

«Эти тесты не только улучшат качество жизни пациентов, но и потенциально сэкономят время и деньги системы здравоохранения, особенно если будут адаптированы для использования в местах оказания медицинской помощи в сельских и отдаленных районах», — говорит Язбек.

Исследование финансируется Детским исследовательским фондом популярного австралийского новостного канала Seven News и является одним из нескольких подобных проектов доктора Язбека и Исследовательских лабораторий по анализу дыхания Южной Австралии (SA Breath Analysis Research Laboratories). Цель этих проектов — замена инвазивных эндоскопических процедур сертифицированными дыхательными тестами для точного определения и лечения различных заболеваний человека, в том числе и рака. По некоторым оценкам, более 14% эндоскопических процедур, назначаемых в Австралии, оказываются ненужными. С другой стороны, различные дыхательные тесты с использованием углерода-13 уже сейчас широко применяются в клинике для выявления изменений функции печени или экзокринной активности поджелудочной железы и даже для обнаружения конкретных инфекций или реакции человека на определенные лекарства.

Испытания теста исследователи планируют начать в Женской и детской больнице в Аделаиде (Австралия).

Источники

Roger Yazbeck et al. // Development of a 13C Stable Isotope Assay for Dipeptidyl Peptidase-4 Enzyme Activity A New Breath Test for Dipeptidyl Peptidase Activity // Scientific Reports, 2019, DOI: 10.1038/s41598-019-41375-y

Пресс-релиз

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно