O echipă condusă de cercetători de la Universitatea Purdue și compania spin-off din Purdue Tymora Analytical Operations a dezvoltat o tehnică neinvazivă pentru detectarea timpurie a bolii Parkinson: folosindu-se de probele de urină.
Tehnica le oferă cercetătorilor șansa de a vedea dacă proteinele LRRK2 (codificate de gena LRRK2), legate de această boală, sunt modificate în probele pacienților cu Parkinson. Metoda ar putea duce în cele din urmă la teste neinvazive pe scară largă pentru alte afecțiuni neurodegenerative, precum și pentru cancer.
Credem că aceasta este o abordare logică și rațională pentru a avansa în diagnosticarea bolii Parkinson. Diagnosticul pentru acest tip de boală neurodegenerativă este dificil. Testarea cognitivă și de mișcare poate dura un an sau mai mult pentru a confirma diagnosticul, astfel încât testele moleculare pentru diagnosticarea și intervenția precoce pot ajuta persoanele cu Parkinson mai repede, a explicat W. Andy Tao, profesor de biochimie la Purdue.
Tao și ceilalți opt co-autori de la Purdue, Tymora, Fundația Michael J. Fox pentru Cercetarea Parkinsonului și Universitatea Columbia și-au publicat concluziile în jurnalul Communications Medicine.
„Va fi un domeniu nou în dezvoltarea diagnosticului”, a prezis coautorul Anton Iliuk, președintele Tymora și director de tehnologie, „în special pentru bolile neurodegenerative și cancer”.
Doar boala Parkinson afectează aproximativ 1% din populația de peste 60 de ani. Până la un milion de americani trăiesc cu această boală, în timp ce 90.000 de cazuri noi sunt diagnosticate în fiecare an.
„Când am analizat datele din publicația lor anterioară”, a spus Padmanabhan, „a fost interesant de observat expresia unei proteine importante legate de boala Parkinson, LRRK2. Acest lucru mi-a stârnit interesul, deoarece această abordare ne-a oferit ocazia de a determina dacă proteinele LRRK2 sau căile din aval pe care le influențează sunt de fapt modificate în probele urinare de la pacienții cu Parkinson care poartă o mutație a genei.”
În 2017, Tao a condus o echipă care a dezvoltat un test de sânge care ar putea detecta în mod fezabil cancerul de sân. În această lucrare, Tao și colegii săi au comparat mostre prelevate de la pacienții cu cancer de sân și un grup de control sănătos.
„Am identificat proteinele fosforilate, care sunt un semn distinctiv tipic al cancerelor”, a spus Tao. Și în cadrul acestor proteine, echipa a găsit vezicule extracelulare, pachete mici pe care celulele le folosesc ca sistem de livrare moleculară. Descoperirea a demonstrat că o probă de sânge care produce fosfoproteine ar putea servi ca un potențial marker pentru diagnosticarea precoce a cancerului sau pentru monitorizarea progresiei bolii.
Echipa a reușit să izoleze rapid veziculele din probele de urină, folosind metoda EVtrap dezvoltată de Tymora.
„Am folosit metoda pentru o serie de indicații, concentrându-ne în primul rând pe diferite tipuri de cancer pentru descoperirea și validarea biomarkerilor”, a spus Iliuk, care și-a luat doctoratul în biochimie la Purdue în 2011. Iliuk și Tao au co-fondat Tymora Analytical, care este specializată în tehnologie și servicii pentru detectarea biomarkerilor de boală în biofluide.
„Acest tip de analiză deschide o nouă frontieră în dezvoltarea diagnosticului neinvaziv. Demonstrează că biomarkerii care se credeau anterior a fi nedetectabili au fost descoperiți și fac o treabă foarte bună de a diferenția boala de starea non-boală”, a spus Iliuk. „Nu este evident că urina ar fi o sursă de substanțe chimice sau semnături bazate pe creier, dar este. Aceste vehicule electrice pot pătrunde destul de ușor în bariera hematoencefalică”.
După exportul din creier în sânge, acestea devin concentrate sau filtrate în urină. Dar eșantionarea unor astfel de biomarkeri din creier prin punția spinală este o procedură extrem de invazivă.
„În special pentru diagnosticarea precoce, aceasta nu este metoda de prelevare preferată”, a spus Tao. Probele de urină conțin proteine care ar putea fi markeri de boală, dar multe îndeplinesc funcții de menaj care nu au legătură cu boala.
„Veziculele extracelulare oferă o modalitate de a se concentra asupra markerilor bolii, deoarece sunt eliberate de anumite tipuri de celule”, a spus el.
Printre numeroasele modalități de a studia impactul LRRK2, specialiștii au enumerat urmărirea căii sale biologice, care se poate face prin analiza urinei, sângelui și lichidului cefalorahidian. Metoda EVtrap a oferit o modalitate ușoară de a urmări modificările în urină, care este colectată pentru multe studii clinice.
Studiul LRRK2 Biobanking de la Universitatea Columbia are o bancă mare de mostre de urină disponibile pentru cercetarea semnificativă a bolii Parkinson. Coautorul Universității Columbia, Alcalay, care a furnizat multe dintre eșantioane, a ajutat, de asemenea, să coreleze datele EVtrap cu datele clinice. Pentru studiul Communication Medicine, echipa a studiat mostre de la persoane cu și fără mutația genei LRRK2 și pacienți cu și fără boală.
Padmanabhan a remarcat: „Acest studiu a evidențiat, de asemenea, că modificările proteinelor urinare ar putea servi drept proxy pentru modificările semnăturilor proteinelor care apar în bolile creierului precum boala Parkinson”.
