یک تیم تحقیقاتی ابزاری تشخیصی برای بیماری نادر عصبی (ALS) ایجاد کرده‎اند و در این مطالعه از حسگر ایمونو مادون قرمز اختراع شده برای تجزیه و تحلیل تغییرات پروتئین‌ها در مایع مغزی نخاعی (CSF) بیماران ALS استفاده شده‎است.

ساختارهای پروتئینی تغییر یافته در ALS

اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) نوعی بیماری مهار کننده تخریب اعصاب است که باعث از بین رفتن سریع عملکرد حرکتی می‌شود، معمولاً طی چند سال منجر به یک بیماری جدی با مرگ زودرس می‌شود. تاکنون تشخیص زودرس و دقیق بیماری دشوار بوده‌است. استیون هاوکینگ یکی از برجسته ترین بیماران بود. در تابستان 2014، این بیماری از طریق یک کمپین گسترده جمع آوری کمک مالی، موسوم به چالش سطل یخ، مورد توجه رسانه‌ها قرار گرفت.

تا به امروز، یکی از مهمترین چالشها در تشخیص ALS ، کنار گذاشتن سایر بیماری‎های مشابه مانند پارکینسون و تأیید قابل اعتماد تشخیص است. در بیماری ALS ، پروتئین TDP-43 نقشی اساسی دارد. این شاخه اجزا کوچک در سلول‎های عصبی را تشکیل می‌دهد. به نظر می‌رسد که ترکیبات TDP-43 دارای اهمیت پاتومکانیکی مهمی هستند و نشانگرهای نورولوژیک در موارد پراکنده و بسیاری از موارد ALS ژنتیکی هستند. این موارد در کالبد شکافی‌های متعدد مغزی بیماران ALS تشخیص داده‎شده‌اند. در این مطالعه، محققان( بوخوم و همكارانش) نشان دادند كه فرم‎های نادرست پاتولوژیك پروتئین در محلول در مایع عصبی رخ می‎دهد و می‌توان به طور خاص در آنجا تجزیه و تحلیل شود.

دکتر رنه گونتر، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه و رئیس گروه تحقیقاتی و کلینیک متخصصی بیماری‌های نورون حرکتی در بیمارستان دانشگاه کارل گوستاو کاروس توضیح می‌دهد: “نشانگر زیستی تحقیقات نقش مهمی در بهبود تشخیص به موقع و همچنین اطمینان از تشخیص بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک ALS دارد. علاوه بر این، نشانگرهای زیستی مبنایی برای آزمایش و توسعه موفقیت در این بیماری هستند و درمان در این بیماری به طور چشمگیری در حال پیشرفت است. در مطالعه آزمایشی ما، برای اولین بار با استفاده از این روش نوآورانه تغییرات ساختاری پروتئین TDP-43 را در مایع مغزی نخاعی بیماران مبتلا به ALS شناسایی کردیم. ”
تیم تحت هدایت لارس تونگز و کلاوس موفق به اطمینان از تشخیص بیماری بر اساس ساختار تغییر یافته پروتئین TDP-43 شدند. در این روند، محققان نشان دادند که پروتئین ها از ساختارهای غالباً بی نظم و مارپیچی تشکیل شده‎اند که باعث تجمع و رسوب پروتئین در سلول‌های عصبی می‌شود. در تجزیه و تحلیل 36 بیمار ALS با استفاده از سیگنال TDP-43 با حساسیت 89 درصد و ویژگی 77 درصد ، از 30 بیمار پارکینسون متمایز شدند. علاوه بر این، یک گروه کنترل با بیماران نورولوژیکی نامحسوس با حساسیت 89 درصد و ویژگی 83 درصد متفاوت بود. با تجزیه و تحلیل TDP-43، محققان توانستند سایر بیماری‎های موثر بر عملکرد حرکتی مانند بیماری پارکینسون را کنار بگذارند. این نتایج در یک مطالعه بزرگتر تأیید خواهد شد.

بهینه سازی حسگر آلزایمر

سنسور ایمونو مادون قرمز کلاوس Gerwert در مطالعات قبلی برای تشخیص پروتئین‎های تغییر یافته پاتولوژیک در خون بیماران مبتلا به آلزایمر قبل از بروز علائم استفاده شده‎است. در این حالت، این فناوری برای استفاده در مایع مغزی نخاعی بیماران مبتلا به ALS بهینه و تصفیه شده‌است. این نشان می‌دهد که پتانسیل روش برای سایر بیماری‌های عصبی نیز باید بررسی شود.

لئون بییر، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، می‎گوید: “این موفقیت ممکن است بینشی جدید در مورد مکانیسم‌های بیماری فراهم کند. در مقایسه با سایر روش‌ها نشان دهنده غلظت پروتئین‎های خاص در حسگر مادون قرمز ما است. این فناوری بینشی را درباره وقایع مولکولی ارائه می‎دهد و بنابراین ممکن است در آینده به ابزاری اساسی برای تشخیص و توسعه درمان‎های بالینی تبدیل شود. با این حال، اساسی ترین و مهمترین کارکرد این امر به درک دقیق تری از بیماری‌ها کمک خواهد کرد. ”

آینده ارزش برنامه های بالینی را نشان می‌دهد

در آینده، نتایج مطالعات اعتبار سنجی باید اطلاعاتی در مورد اینکه آیا پروتئین‌های اصلاح شده پاتولوژیک TDP-43 می‎تواند در کاربردهای بالینی برای تسهیل تشخیص زودتر و دقیق تر و به دست آوردن بینش‎های جدید مولکولی ارائه شود، فراهم کند.