Новый наносенсор может помочь диагностировать РС на ранних стадиях

Новый крошечный датчик способен обнаруживать антитела против миелина, защитного покрытия аксонов нервных клеток, разрушение которого является отличительной чертой рассеянного склероза  (РС), потенциально позволяющего поставить диагноз на ранних стадиях заболевания, сообщают исследователи.

Это также дает возможность отличить рассеянный склероз от оптического невромиелита, редкого аутоиммунного воспалительного состояния, которое разделяет симптомы с рассеянным склерозом.

Их исследование, « Nanoimmunosensor на основе атомно – силовой микроскопии для выявления анти-основной белка миелина , связанный с ранней стадией рассеянного склероза , » было опубликовано в журнале  ультрамикроскопия .

Иммунная система пациентов с РС распознает миелин как чужеродный, вызывая разрушительные атаки на миелин в центральной нервной системе (головной и спинной мозг) и нарушая связь между нервными клетками посредством передачи электрических импульсов.

Трудно подтвердить демиелинизирующие заболевания, такие как РС, поскольку диагноз часто основывается на симптомах, о которых сообщают пациенты, и на МРТ для выявления поражений головного мозга.

Команда возглавляемая исследователями из  Федерального университета Сан-Карлос  (UFSCar) в Бразилии, разработала наносенсор, который способен обнаруживать миелин-направленные антитела в небольших количествах спинномозговой жидкости или CSF. Эта жидкость окружает головной и спинной мозг и обычно собирается через спинной мозг.

Для разработки этого датчика исследователи адаптировали технологию, называемую атомно-силовой микроскопией (АСМ; также называемой атомно-силовой спектроскопией), которая первоначально использовалась для обнаружения гербицидов, тяжелых металлов и других токсичных соединений. АСМ является очень чувствительным методом, который способен измерять взаимодействие между молекулами.

АСМ использовался для проверки того, содержат ли образцы пациентов с РС антитела против основного белка миелина (МВР) – ключевого белка в миелине – и может ли их присутствие быть биомаркером РС.

В этой заявке пептиды MBP (короткие белки) прикрепляются к химически модифицированной поверхности и используются в качестве субстрата, где могут быть иммобилизованы антитела из образцов пациентов. Пептиды, названные MBP 85-99, использованные в исследовании, были синтезированы лабораторией в Университете Сан-Паулу.

«Атомно-силовая спектроскопия может обнаружить присутствие специфических антител к… [MS и neuromyelitis optica] в спинномозговой жидкости и сыворотке крови. Если антитела привлекаются пептидами, осажденными на сенсоре во время теста, это признак того, что у пациента есть заболевание », – Фабио де Лима Лейте, исследователь из Центра науки и техники для устойчивого развития в UFSCar, и руководитель исследования Автор, говорится в пресс-релизе .

«Устройство очень чувствительно и может обнаруживать небольшое количество антител, поэтому метод может диагностировать заболевание на ранней стадии», – добавил он.

Исследователи проанализировали образцы от пяти пациентов с рецидивирующе-ремиттирующим рассеянным склерозом ( RRMS ) на разных стадиях заболевания и пяти человек без демиелинизирующих состояний. Все они были обследованы в больнице Медицинской школы Botucatu Университета штата Сан-Паулу.

Перед проведением АСМ-измерений образцы очищали от антител изолированных пациентов.

«Спинномозговую жидкость и сыворотку очищали, оставляя только антитела в каждом образце. Это позволило нам обнаружить специфические антитела к рассеянному склерозу, такие как анти-МВР 85-99. Если эти антитела циркулируют у пациента, у них, вероятно, рассеянный склероз », – сказала Лима Лейте.

Результаты показали, что сенсор обладает чувствительностью 96,68% и специфичностью 68,48% для выявления РС. Чувствительность теста относится к его способности правильно идентифицировать людей с данным заболеванием, в то время как специфичность относится к правильной идентификации тех, кто не имеет этого заболевания.

Чувствительность сенсора превосходит предыдущие методы (такие как ELISA ), которые выявляли антитела против пептидов MBP с чувствительностью 83,7%. Он также был в состоянии четко отличить пациентов с РС на ранних стадиях от пациентов с более прогрессирующим заболеванием.

«Нет никакого лечения, но ранняя диагностика может дать пациентам качество жизни и лучшее лечение», – сказала Ариана де Соуза Мораес, исследователь и автор исследования UFSCar.

Лима Лейте также отметила, что новая методика обходится клиникам дешевле, чем обычные МРТ. «Наш метод является более точным, избегая диагностических ошибок, а также дешевле. АСМ [атомно-силовой микроскоп] может стоить около 20 000 долларов, тогда как машина МРТ стоит свыше 400 000 долларов ».

Кроме того, датчик может быть легко адаптирован для точной диагностики зрительного нейромиелита и исключения рассеянного склероза.

В предыдущем исследовании ученые определили аквапорин 4 в качестве диагностического биомаркера для невромиелита зрительного нерва. «Существует биомаркер заболевания, поэтому было возможно обнаружить анти-аквапориновое антитело 4 в образцах пациентов тем же методом, который использовался для выявления рассеянного склероза», – сказал Мораес.

«Эти два расстройства имеют сходные симптомы, но разные механизмы действия и методы лечения», – добавил Мораес. «Неправильный диагноз может усугубить болезнь. Если пациент с невромиелитом зрительного нерва лечится от рассеянного склероза, воспаление зрительного нерва ускоряется и не может быть обращено вспять. Ожидается, что датчик станет важным достижением для пациентов с демиелинизирующими расстройствами ».

В настоящее время исследователи стремятся разработать датчик, который работает без необходимости очистки образцов пациентов.