Исследователи разработали новый метод определения плотности белков в крови – метод магнитной левитации. Он может значительно повысить скорость выявления и диагностики заболеваний, - пишет eurekalert.org.
Магнитная левитация ранее использовалась для разделения частиц различных типов в растворах и упорядочивания их в группы на основании относительной плотности, а не веса. Теперь два новых исследования, проведенных ассистентом профессора Мортезой Махмуди из Precision Health и научным сотрудником Али Акбаром Ашкарраном, показывают, как этот метод можно применять и к плазме крови человека - жидкому компоненту крови. Плазма содержит много типов белков, которые выполняют множество функций в организме.
«Когда мы помещаем что-то в жидкость, оно идет в осадок по весу, - сказал Махмуди. - Но другая сила - магнитная - может уменьшить вес и левитировать белки. Это позволяет нам намного более точно определять плотность белков в растворе».
Важно точно измерять плотность белков в организме, поскольку белки играют важную роль как в состоянии здоровья, так и в болезненных состояниях. Например, липопротеины транспортируют жиры в клетки, белки антител играют роль в иммунитете, а белки коагуляции помогают крови сворачиваться. Современные методы измерения плотности белков в жидкости ненадежны и часто нарушают фундаментальные свойства белков.
В первом исследовании, опубликованном в Analytical Chemistry, команда применила технику магнитной левитации в маленькой пробирке, содержащей магнитные наночастицы, в которую были введены белки плазмы. В течение трехчасового периода команда наблюдала появление ряда отдельных полос, представляющих различные формы белков.
«Белки принимали определенные формы, когда их поднимали, - сказал Махмуди. - Это похоже на «смайлики» из слоев».
Измеряя плотность полос, команда пришла к двум заслуживающим внимания результатам. Первый заключался в том, что не было никакой корреляции между плотностью белка и его молекулярной массой, что стало неожиданностью, поскольку идет вразрез с традиционным мышлением. Второй - средняя плотность белков была намного ниже, чем предполагали предыдущие исследования.
Механизм, с помощью которого белки разделяются на слои по плотности, не совсем ясен, но это может быть связано со структурными различиями и/или межбелковыми взаимодействиями.
«Полученные данные имеют решающее значение, так как плотность белка используется для определения физических свойств белков, в том числе их трехмерных структур, - сказал Махмуди. - Кроме того, знание точной плотности белков позволяет нам создавать более безопасные и эффективные терапевтические средства, такие как наномедицина».
Таким образом, метод магнитной левитации - это не просто забавный инструмент исследования - он имеет захватывающие клинические последствия. Конкретная «подпись» отдельных белков плазмы может многое рассказать врачу о состоянии здоровья пациента.
Махмуди и Ашкарран клинически протестировали метод магнитной левитации, сравнив плазму здоровых людей с плазмой людей, злоупотребляющих опиоидами. Из анализа изображений они обнаружили четкие и достоверные различия в спектре белков плазмы здоровых людей и тех, кто злоупотребляет опиоидами. Например, последние имели более высокие уровни определенных вариантов гемоглобина.
Этот метод особенно перспективен для диагностики - потенциально длительного процесса, который может задержать лечение. Махмуди сказал, что он и его команда в настоящее время работают над использованием магнитной левитации для выявления других типов хронических заболеваний, таких как рассеянный склероз и рак, где точный диагноз имеет решающее значение и во многих случаях спасает жизни.
«Существует четыре подтипа рассеянного склероза, но диагноз в настоящее время основывается на поведении пациента, его симптомах и реакции на лечение, - сказал Махмуди. - Не существует биомаркера или МРТ-теста для диагностики различных подтипов на ранних стадиях. Правильная диагностика типа рассеянного склероза имеет решающее значение, поскольку она определяет, какой тип лечения является подходящим. Мы надеемся, что этот метод магнитной левитации даст клиницистам методику определения подтипы».
Команда также изучает, можно ли использовать метод для диагностики рака, где раннее выявление может повлиять на выживаемость.
«Если мы сможем использовать методику для выявления рака на
ранних стадиях, можно будет успешно лечить еще многие виды рака»,
- сказал Махмуди.
[Фото: eurekalert.org, ru.123rf.com/profile_guniita]
