آخرین مطالب

روش غیرتهاجمی مایع اشکی کافی را برای جستجوی نشانگرهای زیستی سلامت و بیماری جمع آوری می کند


روش غیرتهاجمی مایع اشکی کافی را برای جستجوی نشانگرهای زیستی سلامت و بیماری جمع آوری می کند

دکتر شروتی و آشوک شارما. اعتبار: مایکل هولاهان، دانشگاه آگوستا

لایه بیرونی محافظ چشم ما که لایه اشکی نام دارد حاوی هزاران پروتئین است که سرنخ هایی در مورد سلامتی و بیماری ارائه می دهد و دانشمندان روشی غیرتهاجمی و کارآمد را برای مشاهده این سرنخ ها به خوبی تنظیم کرده اند.

آن‌ها پیش‌بینی می‌کنند که روزی کار با مایع اشک می‌تواند به اندازه آزمایش خون در طول معاینه فیزیکی و همچنین در تشخیص بیماری‌های بی‌شماری از بیماری خشکی چشم تا آلزایمر معمول باشد.

دکتر می‌گوید: به نظر می‌رسد آن‌ها مانع بزرگی را برای آینده برطرف کرده‌اند، زیرا در حالی که پروتئین‌های زیادی در حال حاضر وجود دارد، دریافت حجم کافی از مایع اشک‌آور برای تجزیه و تحلیل آنها از نظر فنی دشوار بوده است. آشوک و شروتی شارما، دانشمندان مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی ژنومی در کالج پزشکی جورجیا و موسسه کشف بینایی جیمز و ژان کالور در دانشگاه آگوستا.

در حال حاضر آنها در گزارش مجله بین المللی علوم مولکولی همان دستمال کاغذی که نوار شیرمر نامیده می‌شود، که قبلاً بدون درد روی چشم قرار داده شده است تا تولید اشک در بیماران اندازه‌گیری شود، همچنین می‌تواند حجم کافی از مایع اشک را برای تجزیه و تحلیل دقیق پروتئین بگیرد.

آنها می گویند در این مورد، آنها در مورد جمع آوری اشک هایی که هنگام ناراحتی روی گونه های ما می غلتند صحبت نمی کنند، زیرا آنها رقیق شده اند و منبع خوبی برای نشانگرهای زیستی نیستند.

بلکه نوار شیرمر در گوشه دور چشم، دور از مجاری اشک، حدود پنج دقیقه قرار می گیرد تا با مایع اشکی که چشم ما را می پوشاند و محافظت می کند مرطوب شود. آشوک شارما، کارشناس پروتئومیک و بیوانفورماتیک و نویسنده مسئول این مطالعه، می‌گوید در آن مرحله، مقاله حدود 10 تا 15 میکرولیتر (15 میکرولیتر معادل 00050721 اونس مایع) مایع اشک‌آور است که بسیار کمتر از یک قطره است.

سپس کاغذ اشباع شده با پروتئین را با تجزیه و تحلیل پروتئینی با توان بالا در طیف سنجی جرمی جفت می کنند تا تصویر واضحی از پروتئین های موجود به دست آورند.

اکنون که آنها یک تکنیک دارند، اهداف آنها شامل ایجاد یک پایگاه داده از پروتئین های افراد سالم است که به صورت رایگان در دسترس سایر دانشمندانی است که برای شناسایی پروتئین های پرت که نشانگرهای زیستی بیماری هستند و دنبال کردن مطالعات خود در مورد نشانگرهای زیستی برای موارد معمول و ناراحت کننده کار می کنند. بیماری خشکی چشم

شروتی شارما، زیست شناس عروق و اندوتلیال و نویسنده ارشد این مطالعه، درباره روش جمع آوری و تجزیه و تحلیل مایع اشک که برای شناسایی 3370 پروتئین منحصر به فرد، به طور متوسط ​​حدود 678 پروتئین منحصر به فرد برای هر فرد، در اشک استفاده کردند، می گوید: «این کلمه غیرتهاجمی است. مایع بزرگسالان سالم در میان 50 پروتئین فراوان، چندین خانواده اصلی پروتئین ها از جمله ایمونوگلوبولین ها یا آنتی بادی ها وجود داشت که به محافظت از چشم در برابر عفونت کمک می کند و پروتئین های ساختاری فیبری به نام کراتین ها که به تشکیل پوشش محافظ برای چشم کمک می کند.

دانشمندان می نویسند: «یافته های ما درک ما از لایه اشکی را با شناسایی مسیرها و خانواده های پروتئینی مرتبط با لایه اشکی سالم و یکپارچگی مانع آن بیشتر می کند.

برای ارزیابی این پروتئین‌ها، آن‌ها ترکیب‌های متفاوتی از دو روش مختلف «هضم پروتئین» و دو روش مختلف برای تکه‌تکه کردن آن پروتئین‌ها به پپتیدهای کوچک‌تر را که می‌توان آنالیز کرد، بررسی کردند.

روشی که بیشترین تعداد پروتئین و در نهایت دقیق ترین تجزیه و تحلیل را ارائه کرد، روش «هضم پروتئین درون نواری» بود که در آن نوار شیرمر به پنج قطعه تقسیم شد که همگی می توانستند در یک لوله پلاستیکی برای «هضم» قرار بگیرند. با روش دیگر، پروتئین ها قبل از “هضم” از نوار حذف شدند.

برای تجزیه پروتئین ها به پپتیدها، آنها از دو تکنیک طیف سنجی جرمی استفاده کردند، از جمله تفکیک ناشی از برخورد، که از انرژی جنبشی برای تحریک برخورد با مولکول ها برای شکستن پروتئین ها به پپتیدهای کوچکتر استفاده می کند.

آنها همچنین از تکنیک طیف‌سنجی جرمی جدیدتر، HCD یا تفکیک برخورد انرژی بالاتر استفاده کردند که از سطح بالاتری از انرژی برای تولید قطعات کوچک‌تر استفاده می‌کند، بنابراین هر گونه تغییر پروتئین شناسایی آسان‌تر است. بیماری می تواند خود پروتئین و تعداد پروتئین ها را تغییر دهد.

دانشمندان می نویسند، در هر صورت، به نظر می رسد که این رویکرد هضم پروتئین است که از همه مهمتر است، زیرا هیچ تفاوت قابل توجهی در تعداد پروتئین ها یا پپتیدهای منحصر به فرد یافت شده توسط هر یک از روش های طیف سنجی جرمی، زمانی که این هضم پروتئین درون نواری با هر کدام استفاده می شد، وجود نداشت. .

شروتی شارما می‌گوید: «شما باید اطمینان داشته باشید که تک تک پروتئین‌ها را استخراج می‌کنید، که مایع روی نوار باقی نمی‌ماند».

آنها می گویند که یافته های آنها ترکیب هضم درون نواری و HCD را موثرترین جفت برای مطالعات آینده مایع اشک انسان تبدیل کرده است.

آنها خاطرنشان می کنند که این روش توسط دانشمندان دیگری که به دنبال نشانگرهای زیستی بیماری بودند، به محض انتشار آنلاین این مطالعه مورد استقبال قرار گرفت.

آشوک شارما می‌گوید آخرین گام‌ها قبل از اینکه این رویکرد به طور گسترده برای انسان اعمال شود، احتمالاً توسعه آزمایش‌هایی برای پروتئین(های) خاصی است که با بیماری خاصی مانند آلزایمر مرتبط است.

اکنون شرماها به مؤسسه ملی چشم برای کمک مالی درخواست می کنند تا پایگاه داده یک گروه سالم و متنوع را توسعه دهند و جمعیتی 1600 نفری را برای ساخت آن پیشنهاد کنند. آشوک شارما می‌گوید اجرای یک نمونه حدود یک ساعت طول می‌کشد و احتمالاً ساخت پایگاه داده حدود یک سال طول می‌کشد.

او در مورد کار مداوم آنها در مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی ژنومیک MCG می گوید: “ما در تلاش هستیم تا مشخصات سالمی از این پروتئین ها ایجاد کنیم: محدوده آن چقدر است.”

آنها همچنین از تکنیک خود برای تشخیص عینی بیماری خشکی چشم استفاده می‌کنند، از جمله این اختلال را طبقه‌بندی می‌کنند تا بتوانند به‌عنوان مثال، کسانی را که چشم‌های دردناک و خشکشان ناشی از اختلال خودایمنی سندرم شوگرن است، که باعث خشکی دهان می‌شود، شناسایی کنند.

از زمانی که مطالعه منتشر شده را تکمیل کردند، مایع اشک 82 نفر را بررسی کردند که نیمی از آنها بیماری خشکی چشم داشتند تا شروع به یافتن تفاوت هایی کنند که در نهایت ممکن است به نشانگرهای زیستی برای این بیماری تبدیل شوند.

آنها همچنین مشخصات پروتئینی زلالیه، مایع داخل کره چشم که به شکل‌دهی آن کمک می‌کند و لایه اشک را مقایسه می‌کنند. آشوک شارما با همکاری چشم‌پزشکان و اپتومتریست‌های MCG در حجم بزرگ‌تر، اما جمع‌آوری مایعات سخت‌تر، به دنبال نشانگرهای زیستی گلوکوم بوده است، که علی‌رغم آنچه اکثر ما فکر می‌کنیم، همیشه با فشار بالاتر داخل کره چشم به وضوح مشخص نمی‌شود. . او می‌خواهد بداند که آیا مایع اشک‌آور و مایع آبی سرنخ‌های مشابهی را ارائه می‌دهند، حتی اگر واضح است که مایعات منشأ یکسانی ندارند.

پیشرفت‌ها در تکنیک‌های طیف‌سنجی جرمی، تجزیه و تحلیل دقیق اما در مقیاس بزرگ شارماس از پروتئین‌ها را با نمونه کوچکی که مجموعه غیرتهاجمی مایع اشک می‌تواند ارائه دهد، ممکن کرده است. آنها خاطرنشان می کنند که برخی از شرایط مانند بیماری خشکی چشم و آب مروارید می توانند جمع آوری مایع اشک را دشوارتر کنند.

هیئت علمی در بخش چشم پزشکی MCG از جمله دکتر. Lane Ulrich، Amy Estes و Mary Sezer در حال جمع‌آوری نمونه‌های مایع اشک‌آور برای مطالعات علمی در حال انجام هستند.

دکتر ونبو ژی، متخصص در استفاده از طیف‌سنجی جرمی برای تجزیه و تحلیل حجم‌های کوچک سیالات زیستی، که همچنین یکی از اعضای هیئت علمی مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی ژنومیک است، یکی از نویسندگان این مطالعه است.

آشوک شارما می‌گوید احتمالاً برخی نشانگرهای زیستی یافت شده در مایع اشک و خونی که به طور معمول برای شاخص‌های سلامتی و بیماری‌های بالقوه خود بررسی کرده‌ایم، همپوشانی دارند.

همچنین بین شرایطی مانند آلزایمر و پارکینسون و آنچه دانشمندان در مایع اشک پیدا می کنند، ارتباط وجود دارد. به عنوان مثال، شواهدی مبنی بر سطوح بسیار بالاتر پروتئین تاو، جزء اصلی درهم‌تنیدگی‌های عصبی فیبریلاری در مغز که نشانگر زیستی آلزایمر در نظر گرفته می‌شود، در مایع اشک بیماران مبتلا به زوال عقل یافت شده است.

بیرونی ترین لایه روغنی لایه اشکی سه لایه تبخیر اشک را کند می کند و نقص در این لایه که تولید روغن را کند می کند عامل بیماری خشکی چشم است. میانی و ضخیم ترین لایه لایه آبکی است که به تمیز نگه داشتن چشم کمک می کند، از جمله شستن زباله ها و جلوگیری از عفونت، و هر دو این لایه ها توسط غدد در پلک تولید می شوند. درونی‌ترین لایه موسین لایه‌های آبکی را صاف نگه می‌دارد و سطح چشم را می‌پوشاند تا به مرطوب ماندن آن کمک کند، به تغذیه قرنیه کمک می‌کند و توسط ملتحمه، بافت شفافی که سفیدی چشم‌ها و داخل پلک‌ها را می‌پوشاند، تولید می‌شود.

به گفته آکادمی چشم پزشکی آمریکا، وقتی پلک می‌زنید، لایه‌ای از اشک روی چشم پخش می‌شود تا سطح آن را صاف و شفاف نگه دارد و دید خوبی را ایجاد می‌کند. خشکی چشم زمانی رخ می دهد که نوع اشک یا لایه اشکی مناسب را درست نکنید.

شارماس می گوید بیماری خشکی چشم مستقیماً لایه اشکی و اجزای آن را تحت تأثیر قرار می دهد. علل عبارتند از پیری. شرایطی مانند سندرم شوگرن و لوپوس؛ خیره شدن به صفحه کامپیوتر برای مدت طولانی یا فعالیت های دیگر مانند خواندن کتاب که ممکن است پلک زدن را کاهش دهد. استفاده از لنزهای تماسی برای مدت طولانی؛ و برخی از داروها مانند ادرار آور و داروهای آلرژی و سرماخوردگی. خشکی چشم که می تواند دردناک، خارش دار و بینایی را تحت تاثیر قرار دهد، در زنان شایع تر از مردان است. اشک ناکافی همچنین می تواند چشم ها را در برابر عفونت، التهاب و حتی ساییدگی آسیب پذیرتر کند.


تجزیه اشک به منظور تشخیص بیماری خشکی چشم


اطلاعات بیشتر:
گرت جونز و همکاران، مقایسه جریان های کاری طیف سنجی جرمی مختلف برای آنالیز پروتئومی مایع اشک، مجله بین المللی علوم مولکولی (2022). DOI: 10.3390/ijms23042307

ارائه شده توسط کالج پزشکی جورجیا در دانشگاه آگوستا

نقل قول: تکنیک غیرتهاجمی مایع اشکی کافی را برای جستجوی نشانگرهای زیستی سلامت و بیماری جمع‌آوری می‌کند (2022، 1 ژوئن) که در 1 ژوئن 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-06-noninvasive-technique-sufficient-fluid-biomarkers بازیابی شده است. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.