“Questa tecnica permette che noi profiliamo un codice categoria dei biomarkers - molecole che indicano la malattia - che sarebbe al contrario molto difficile da rilevare,„ ha detto. “La sensibilità aumentata ha potuto permettere che i medici diagnostichino una gamma delle malattie molto agli stadi precoci. Abbiamo esaminato i disordini metabolici geneticamente basati, o gli errori innati di metabolismo, perché è particolarmente importante che be sono trattati presto nella vita del bambino per impedire gli effetti tragici quale danno di cervello. La tecnica anche potrebbe interferire i casi limite che possono andare al contrario undiagnosed fino a che i sintomi seri non presentassero.„
Bryan Hainline, direttore della divisione clinica del reparto della genetica medica e molecolare e del professore associato clinico nella divisione del metabolismo del reparto di pediatria alla Scuola di Medicina dell'università dell'Indiana, se accesso ai campioni clinici e visione degli indicatori dei disordini metabolici. La squadra di IU era critica al successo di questo lavoro, Raftery ha detto.
“La combinazione di resistenza di ricerca del Purdue nella chimica e la conoscenza di IU della squadra della Scuola di Medicina dei disordini metabolici pediatrici hanno permesso che noi avanzassimo rapidamente questa tecnologia,„ ha detto. “Potevamo valutare l'esattezza della tecnica verificandola sui campioni conosciuti per contenere determinate concentrazioni di vari indicatori.„
Questo metodo di analisi, denominato metabolomics, coinvolge l'analisi simultanea di piccole molecole multiple, o di metaboliti, che si presentano in liquidi ed in tessuti nel corpo. La presenza di metabolita particolare, il raggruppamento dei metaboliti o il rapporto dei metaboliti possono indicare una risposta allo sforzo biologico o ad una condizione specifica di malattia.
“Il profilo metabolico nei biofluids, quali anima ed urina, fornisce una fotografia istantanea dei processi biologici continui nel corpo umano,„ Raftery ha detto. “Questo tipo di analisi ha potuto essere una chiave ad individuazione tempestiva delle malattie. L'analisi metabolica attualmente sta sviluppanda per identificare le malattie quali cancro e la malattia cardiovascolare. Tuttavia, dobbiamo continuare a lavorare per raffinare e migliorare le tecniche per fornire l'individuazione tempestiva.„
Raftery e la sua squadra hanno usato la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare, un cugino di formazione immagine a risonanza magnetica, che fornisce una misura riproducibile e quantitativa che fornisce la più vasta gamma di molecole per il delineamento del metabolita. Lo spettro è rappresentato da un modello dei picchi che corrispondono alle frequenze differenti che possono essere usate per identificare le molecole come gli amminoacidi nei biofluids. Ogni metabolita ha un modello unico dei picchi. |
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I ricercatori usano a risonanza magnetica nucleare per rilevare l'idrogeno o gli atomi di carbonio per fornire la comprensione nei metaboliti presenti, comunque questo metodo standard presenta gli svantaggi, Raftery hanno detto. I segnali dagli atomi di carbonio sono molto deboli e sono difficili da rilevare, mentre i segnali dagli atomi di idrogeno coincidono spesso. In particolare, i metaboliti presenti nelle alte concentrazioni coincidono i presenti nelle concentrazioni basse.
Raftery e la sua squadra hanno aumentato la visibilità di certo tipo di metaboliti, amminoacidi, chimicamente etichettando le molecole di interesse in modo che fossero più facilmente visibili.
“Abbiamo aggiunto un prodotto chimico che reagisce con gli amminoacidi ed i simili metaboliti e formiamo una modifica che può essere veduta con a risonanza magnetica nucleare,„ lui abbiamo detto. “La modifica realmente è un isotopo facilmente identificabile, in questo caso un atomo di carbonio che è più pesante dell'atomo di carbonio standard. Poiché possiamo rilevare facilmente questo isotopo, induce questi metaboliti etichettati a schioccare efficace fuori contro lo sfondo di tutti altri.„
Oltre che Raftery e Hainline, Narasimhamurthy Shanaiah, il M. Aruni Desilva, il G. il A. Nagana Gowda e Michael il A. Raftery, tutto dal reparto del Purdue della chimica, co-authored una carta che dettaglia questa ricerca che è stata pubblicata nell'emissione del 10 luglio degli atti dell'Accademia delle Scienze nazionale.
Oltre che la relativa sensibilità aumentata, il nuovo metodo di collaudo richiede poco trattamento preparatorio del campione e di approssimativamente 0.5 millilitri di anima di effettuare la prova. L'intera prova può essere effettuata circa in mezz'ora, fornente un ritorno rapido per i risultati e le decisioni di trattamento per i pazienti, Raftery ha detto.
“È un processo molto semplice e non richiederebbe molto addestramento di effettuare le prove,„ ha detto. “È una prova facilmente riproducibile che può essere effettuata continuamente, che è importante da accertare la diagnosi esatta.„
Raftery ha detto che progetta di continuare a lavorare con la Scuola di Medicina di IU per effettuare le prove supplementari sui campioni clinici, per esaminare più campioni dai casi limite e per esaminare altre malattie.
“Questo metodo è applicabile a vari tipi della molecola e ad altri liquidi ed ha il potenziale per le applicazioni supplementari,„ Raftery ha detto. “Progettiamo di provare più campioni e di determinare se questa metodologia risulta essere sensibile alla malattia di cuore e del cancro, poichè è per i disordini metabolici. Inoltre progettiamo di provare altri tipi del campione quale il tessuto.„
Gli istituti della sanità nazionali hanno costituito un fondo per questa ricerca oltre che un sussidio per la ricerca biomedico di collaborazione dal parco di scoperta dell'università di Purdue e dalla Scuola di Medicina dell'università dell'Indiana.
Estratto
“Classificare la selezione dei metaboliti dell'amminoacido in fluidi fisiologici usando la derivatizzazione chimica e del loro 13-C aumentato RMN„
Narasimhamurthy Shanaiah, M. Aruni Desilva, G.A. Nagana Gowda, Michael A. Raftery, Bryan E. Hainline e Daniel Raftery
Segnaliamo un metodo chimico di derivatizzazione che seleziona un codice categoria dei metaboliti a partire da una miscela complessa ed aumenta la loro rilevazione da 13-C RMN. Acetilazione delle ammine direttamente nel mezzo acquoso con 1.1 ' - l'anidride acetica 13-C2 è un metodo semplice che genera un'alta sensibilità e un'etichetta quantitativa nei bio- uids complessi del fl con trattamento preparatorio minimo del campione. La rilevazione usando 1D o i 2D esperimenti RMN 13-C produce gli spettri altamente resolved con la sensibilità migliore. Gli esperimenti per identificare e paragonare gli amminoacidi ed i metaboliti relativi nei campioni umani normali del siero e dell'urina così come in urina dai pazienti agli errori innati del tipo II di tyrosinemia del metabolismo, del aciduria argininosuccinic, del homocystinuria e del phenylketonuria dimostrano il metodo. L'uso della derivatizzazione del metabolita e della spettroscopia RMN 13C redige i dati adatti a pro analisi del ling del fi del metabolita di bio- uids del fl su una scala di tempi temporale che permette l'uso sistematico. L'estensione di questo metodo per aumentare la rilevazione RMN di altri codici categoria dei metaboliti inoltre è stata compiuta. La rilevazione migliore dei metaboliti di basso-concentrazione indicati qui genera le occasioni migliorare la comprensione dei processi biologici e sviluppare le metodologie migliori di rilevazione di malattia.
http://www.purdue.edu
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