محققان پروتئین هایی را شناسایی کردند که می توانند رد پیوند کبد را پیش بینی کنند

دانشمند دانشگاه نورث وسترن خانواده‌هایی از پروتئین‌ها را در بدن کشف کرده‌اند که می‌توانند به طور بالقوه پیش‌بینی کنند که کدام بیماران ممکن است پیوند عضو جدید را رد کنند و به تصمیم‌گیری درباره مراقبت کمک کنند.

این پیشرفت نشان دهنده آغاز عصر جدیدی برای مطالعه دقیق تر پروتئین ها در سلول های خاص است.

دانشمندان تمایل دارند به تغییر الگوهای پروتئین ها مانند عینک های زیر آب نگاه کنند و تنها کسری از اطلاعات موجود در مورد ساختار منحصر به فرد آنها را دریافت کنند. اما در یک مطالعه جدید که در 27 ژانویه در مجله منتشر می شود علوم پایهدانشمندان یک ذره بین به همین ساختارها بردند و یک نقشه واضح از خانواده های پروتئینی ایجاد کردند. آنها سپس نقشه را در مقابل گیرندگان پیوند کبد نگه داشتند و شاخص‌های جدیدی را در پروتئین‌های سلول ایمنی یافتند که با رد شدن تغییر می‌کردند.

نتیجه، اطلس پروتئوفرم خون (BPA)، بیش از 56000 مولکول پروتئینی دقیق (موسوم به پروتئوفرم) را در 21 نوع سلولی مختلف نشان می دهد – تقریباً 10 برابر بیشتر از این ساختارها که در مطالعات قبلی مشابه ظاهر شد.

خراش دادن سطح پتانسیل

نیل کلهر، متخصص برجسته در پروتئومیک و نویسنده مقاله، گفت: ما در حال کار برای ایجاد معادل پروتئین پروژه ژنوم انسانی هستیم. “BPA یک عالم کوچک از آن است، از جمله یک مورد استفاده خاص.”

کلهر استاد والتر و مری گلس در علوم زیستی مولکولی و استاد شیمی در کالج هنر و علوم واینبرگ نورث وسترن و استاد پزشکی در دانشکده پزشکی فاینبرگ دانشگاه نورث وسترن است. او همچنین مدیر مؤسسه شیمی فرآیندهای حیات (CLP) و مدیر دانشکده نورث وسترن پروتئومیکس است، مرکز برتری در CLP که پلتفرم‌های جدیدی را برای کشف و تشخیص دارو توسعه می‌دهد.

هر ژن انسانی حداقل 15 تا 20 شکل منحصر به فرد از پروتئین های فرآوری شده (پروتئوفرم) دارد. و با 20300 ژن منفرد در بدن انسان، میلیون‌ها پروتئوفرم وجود دارد که با تغییرات ژنتیکی، اصلاح یا پیوند ایجاد می‌شوند. کلهر گفت که با یک نقشه راه کامل از خانواده پروتئین های هر ژن – هدف یک ابتکار علمی بزرگ به نام پروژه پروتئوفرم انسانی – اکتشافات در مورد بیماری، پیری و درمان های جدید تسریع خواهد شد.

آزمایشگاه Kelleher از پیشرفته‌ترین طیف‌سنجی جرمی و تجزیه و تحلیل داده‌ها برای شناسایی مؤثر پروتئوفوم‌ها در سلول‌ها و خون استفاده می‌کند و پروتئوفرم‌ها را به شکلی از تجزیه و تحلیل «بالا به پایین» دست‌نخورده نگه می‌دارد نه اینکه آن‌ها را مانند صنعت به قطعات کوچک تقسیم کند. استاندارد

او گفت: «ما در حال مشاهده پیچیدگی هستیم. در این مقاله، ما اندازه‌گیری‌های خاص بیمار، نوع سلول و پروتئوفرم را نشان می‌دهیم که به ما امکان می‌دهد به نشانگرهای زیستی بهتری برسیم.

آزمایش خون برای رد پیوند کبد

وجود اعضای تیم در سراسر رشته ها به پروژه اجازه می دهد تا حرکت از نیمکت آزمایشگاه به کنار تخت را مفهوم سازی کند. در حالی که Kelleher به بررسی مبنای علمی پدیده‌های موجود در سلول می‌پردازد، نویسنده همکار و کبد شناس پیوند پزشکی شمال غربی، جاش لویتسکی با او کار می‌کند تا بفهمد چگونه می‌توان این پدیده‌ها را در یک سیستم خاص اعمال کرد.

لویتسکی، استاد پزشکی، جراحی و آموزش پزشکی در فاینبرگ، ابتدا با کلهر از طریق رهبری او در فضای نشانگرهای زیستی مرتبط بود، که در آن علائم قابل اندازه‌گیری در خون برای پیش‌بینی معیارهای سلامت در بیمارانی که با اختلالات روبرو هستند – و در این مثال، پیوند کبد استفاده می‌شود. طرد شدن.

لویتسکی می‌گوید: «برای نیل واقعاً مهم بود که یک مثال بیولوژیکی مرتبط وجود داشته باشد تا اینکه چگونه این پانل‌های پروتئوفرم می‌توانند بیماری‌ها را به صورت غیرتهاجمی به‌عنوان نشانگر شناسایی کنند.» و همچنین در زمینه من نیاز به داشتن نشانگرهای زیستی مکانیکی وجود دارد که با مسیرهای بیولوژیکی ایمنی آنها مرتبط باشد. این می تواند آغاز عصر جدیدی در نشانگرهای خاص سلول باشد.

پزشکان باید سیستم ایمنی بدن را با دارودرمانی سرکوب کنند و گیرندگان پیوند کبد را از نظر علائم پس زدن تحت نظر داشته باشند، که اغلب تنها پس از شروع یک دوره پاسخ می دهند. حدس و گمان در طول این فرآیند را می توان با دانش خاصی در مورد آنچه در جزئی ترین سطح اتفاق می افتد حذف کرد.

با BPA به عنوان یک نقشه مرجع، تیم از شرکت کنندگان در یکی از مطالعات مجموعه نشانگر زیستی لویتسکی نمونه خون گرفتند. آنها بررسی کردند که به نظر می رسید کدام پروتئوفرم ها در پاسخ به پیوند فعال می شوند و آنهایی را شناسایی کردند که در مقایسه با بیماران بدون رد تغییر کرده بودند.

سپس، تیم Levitsky و Kelleher پانلی از 24 پروتئوفرم را از مطالعه اولیه ایجاد کردند و آنها را در نمونه‌های گیرنده پیوند از سراسر کشور بررسی کردند. آنها متوجه شدند که همان پروتئوفرم هایی که در آزمایش اول روشن شده بودند.

جلو بردن میدان

لویتسکی گفت: “این وعده در اینجا این است که بتوانیم از این پانل در حرکت رو به جلو استفاده کنیم تا بتوانیم بیمارانی را که هیچ نشانه ای از طرد ندارند در مقابل کسانی که شواهد اولیه رد دارند، شناسایی کنیم.” اگر بتوانیم این موضوع را چند هفته قبل از اینکه رد شدن واقعاً اتفاق بیفتد بررسی کنیم، ممکن است بتوانیم سرکوب سیستم ایمنی را اصلاح کنیم.

لویتسکی به بررسی چگونگی تغییر پروتئوفرم‌ها در گیرندگان پیوند در طول زمان ادامه می‌دهد تا نشانگرهای زیستی بیشتری ایجاد کند که ممکن است نحوه رفتار او با بیماران را در خط مقدم نشان دهد. کلهر گفت که با افزایش تعداد انواع سلول ها در اطلس، راه های بالقوه استفاده از آن نیز افزایش می یابد. علاوه بر گسترش درک زیست‌شناسی انسان، BPA می‌تواند کاربردهای مشابهی در اختلالات ایمنی داشته باشد.

مطالعه “اطلس پروتئوفرم خون: نقشه مرجع پروتئوفرم ها در سلول های خونساز انسان” در شش موسسه با 26 دانشمند انجام شد. رافائل دی. ملانی، استادیار پژوهشی در گروه کلهر، همراه با وینسنت آر. گرباسی، همچنین از نورث وسترن، و لیسا سی اندرسون از دانشگاه ایالتی فلوریدا، اولین نویسنده مقاله بودند.