Wykrywanie raka i chorób serca za pomocą sygnatur przeciwciał
Glikany to złożone węglowodany lub „łańcuchy cukrowe”, które pokrywają wszystkie komórki i są niezbędne dla wielu procesów biologicznych. Nasza krew zawiera przeciwciała, a wiele z nich wiąże glikany. Glikany można wykorzystać do „uwięzienia” wybranych przeciwciał, a określony zestaw uwięzionych przeciwciał tworzy sygnaturę, którą można zinterpretować, aby ujawnić, jakie choroby mogą czaić się u pacjenta. Przykładowo, u osób cierpiących na choroby układu krążenia (CVD) powiązane przeciwciała będą krążyć we krwi na długo przed zdiagnozowaniem choroby. Może to potencjalnie umożliwić świadczeniodawcom opieki zdrowotnej identyfikację chorób układu krążenia lub nowotworów na wczesnym etapie. „Stan ten można następnie złagodzić poprzez interwencje dietetyczne — taki jest cel, ale musi on zostać potwierdzony” — zauważa Vered Padler-Karavani(odnośnik otworzy się w nowym oknie), główny badacz w projekcie SugarBiomarker(odnośnik otworzy się w nowym oknie), wspieranym przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Naprawdę jesteśmy tym, co jemy — naszą dietę może odzwierciedlać profil przeciwciał, które znajdujemy we krwi. Oczekuje się, że profile te będą się różnić u osób jedzących dużo czerwonego mięsa w porównaniu z osobami, które tego nie robią. Z wielu innych badań wiemy również, że wysokie spożycie czerwonego mięsa wiąże się z nowotworami i chorobami układu krążenia. Opierając się na tym założeniu, staramy się znaleźć sygnatury specyficznych przeciwciał, które pojawiałyby się wcześnie u osób z ryzykiem rozwoju takich chorób” — mówi Padler-Karavani.
Drukowanie glikanów w celu odkrycia biomarkerów raka i chorób układu krążenia
Aby rozwikłać te powiązania i odkryć, czy glikany można wykorzystać do ujawnienia biomarkerów, zespół nanodrukował glikany, które mogą być związane z rakiem lub CVD. Proces drukowania jest innowacyjny. „Drukujemy bardzo małą plamkę na szklanym szkiełku w sposób, który pozwala nam bardzo szybko badać tysiące próbek krwi pod kątem setek nanodrukowanych glikanów. Mamy do tego specjalną nanodrukarkę i możemy wydrukować blisko 1000 matryc w każdym nakładzie”. Po wydrukowaniu glikanów są one mocno przytwierdzane do szkiełek. Następnie zespół wystawia bogatą w przeciwciała ludzką surowicę lub osocze na działanie glikanów wydrukowanych na szklanej powierzchni. Jak wyjaśnia Padler-Karavani: „Jeśli u danej osoby występuje przeciwciało, które może wiązać się z jednym lub kilkoma wydrukowanymi glikanami na tablicy, możemy je wykryć. W ten sposób u każdego osobnika rozpoznane zostaną tylko niektóre z wydrukowanych glikanów. Szukamy takich kodów kreskowych/sygnatur, które będą wspólne dla osób z CVD i, być może, innych sygnatur dla osób z rakiem”.
Testy sygnatur przeciwciał mogą być ostatecznie wykorzystywane w testach domowych
Obecnie zespół wykorzystuje specjalne maszyny do analizy próbek, ale naukowcy przewidują dalszy rozwój, który umożliwi każdemu wykonanie tego w domu, tak jak obecnie stosuje się domowe testy COVID. Może również istnieć nieco bardziej wyrafinowany format, który mógłby być używany z większą dokładnością w klinice. „Wyobrażamy sobie, że potencjalnie będziemy w stanie zalecić określone diety dla określonych sygnatur przeciwciał" — dodaje Padler-Karavani. Projekt ten otwiera nowe możliwości zbadania, w jaki sposób „badanie słodkiej krwi” może być wykorzystane do identyfikacji obecności innych schorzeń oraz czynników, które mają na nie wpływ. Czy takie testy pojawią się w najbliższym czasie w aptekach? „Przygotowaliśmy wstępny biznesplan, a podmiot komercyjny wyraził już zainteresowanie naszymi badaniami i technologią. Na tym etapie staramy się kontynuować rozwój poprzez udzielanie licencji lub partnerstwo” — wyjaśnia Padler-Karavani.
