Newswise — МИННЕАПОЛИС / СЕНТ. ПОЛ (06.08.2024) — Исследователи из Университета Миннесоты разработали новый метод визуальной диагностики, который можно использовать для раннего выявления нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, и аналогичных заболеваний, поражающих животных, включая хроническую истощающую болезнь у оленей. .

Исследование опубликовано в НПЖ Биосенсинг рецензируемый научный журнал, издаваемый журналом Nature.

Под названием Cap-QuIC (капиллярно-усиленная конверсия, вызванная землетрясением) исследователи теперь смогут различать зараженные образцы невооруженным глазом, что делает тестирование более доступным и экономически эффективным. Этот новый метод основан на предыдущей новаторской диагностической методике исследователей, которая позволила быстрее и точнее выявлять заболевания.

«Простота и эффективность Cap-QuIC может снизить барьеры для рутинного скрининга нейродегенеративных заболеваний, что в конечном итоге приведет к более раннему вмешательству и лучшим результатам для пациентов», — сказал профессор Университета Миннесоты Хе Юн Пак, старший соавтор статьи и профессор. электротехники и вычислительной техники в Колледже науки и техники.

Болезнь Паркинсона характеризуется накоплением неправильно свернутых белков альфа-синуклеина — белков, обнаруженных в нервных клетках головного мозга. Это заболевание затрагивает миллионы людей во всем мире и создает серьезные проблемы в ранней диагностике и лечении.

Большинство диагнозов сегодня ставится на основе наблюдения внешних симптомов человека в клинических условиях на поздних стадиях заболевания. Позднее выявление может ограничить потенциальные терапевтические возможности. Текущая ранняя диагностика опирается на хрупкое и дорогое оборудование для тестирования, что ограничивает доступ в некоторых регионах, особенно в развивающихся странах.

Дифференциальное действие, впервые обнаруженное Питером Кристенсоном, постдокторантом в области электротехники и компьютерной техники и первым автором этой статьи, зависит от поверхностных характеристик белка, которые значительно различаются между здоровым и больным состояниями.

«Я помню, как находился в лаборатории с помощью дорогого флуоресцентного считывателя, чтобы определить, были ли мои образцы положительными или отрицательными. Продолжая эксперимент, я смог предсказать статус каждого образца, прежде чем поместить его в считыватель», — сказал Кристенсон. «Тогда меня осенило: «Зачем мне вообще использовать это дорогое оборудование, если я могу определить состояние образцов на глаз?» Это был момент прорыва, который привел нас к разработке нового метода обнаружения неправильно свернутых белков».

Визуальный метод Cap-QuIC использует простое действие для обнаружения неправильно свернутых белков альфа-синуклеина. Команда продемонстрировала, что они могут использовать стеклянные капилляры — небольшие пробирки, предназначенные для хранения биологических материалов — чтобы различать нормальные и связанные с заболеванием белки, наблюдая различия в движении жидкости внутри пробирок.

«Этот метод применим не только к болезни Паркинсона, но также может ускорить диагностику других подобных заболеваний, включая хроническую истощающую болезнь у оленей», — сказал Питер Ларсен, доцент кафедры ветеринарных и биомедицинских наук в Колледже ветеринарной медицины.

Исследователи протестировали эту методику на тканях диких белохвостых оленей, зараженных хронической истощающей болезнью, и показали, что Cap-QuIC может классифицировать образцы с высокой чувствительностью и специфичностью.

«Наша процедура Cap-QuIC представляет собой значительный прогресс в диагностике нейродегенеративных заболеваний на месте оказания медицинской помощи», — сказал профессор Санг-Хюн О, профессор Макнайта и заведующий кафедрой электротехники и вычислительной техники Колледжа науки и техники и старший научный сотрудник. -автор статьи. «Упрощая процесс обнаружения, мы потенциально можем диагностировать болезнь Паркинсона раньше, что имеет решающее значение для эффективного ведения и лечения».

Ларсен и О возглавляют Университетский центр исследований и распространения прионов Миннесоты (MNPRO), который объединяет преподавателей и внешних членов команды из разных дисциплин для изучения заболеваний, связанных с неправильным сворачиванием белков, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, хроническое истощение и БАС.

Помимо Пака, Кристенсона, Ларсена и О, в команду, участвовавшую в написании этой статьи, входили исследователи из Университета Миннесоты Хёнджон Чжон, Херим Ан, Манси Ли, Рэйчел Шумейкер и Гейдж Роуден.

Это исследование финансировалось за счет сочетания государственных и частных фондов. Часть исследования была профинансирована за счет финансирования стартапов новых факультетов, предоставленного Парку из Университета Миннесоты. Кристенсона поддержали исследовательская стипендия омелы от Momental Foundation и междисциплинарная докторская стипендия Университета Миннесоты. Исследование хронической изнуряющей болезни финансировалось Целевым фондом окружающей среды и природных ресурсов Миннесоты; Фонд быстрого сельскохозяйственного реагирования Миннесотской сельскохозяйственной экспериментальной станции; и Программа Миннесоты по сельскому хозяйству, исследованиям, образованию, распространению знаний и передаче технологий.

Чтобы прочитать всю исследовательскую статью под названием «Визуальное обнаружение неправильно свернутого альфа-синуклеина и прионов с помощью капиллярного анализа конверсии, индуцированного землетрясением (Cap-QuIC)», посетите сайт НПЖ Биосенсинг веб-сайт.