Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Hokkaido και το Toppan ανέπτυξαν μια μέθοδο για την ανίχνευση της συσσώρευσης β-αμυλοειδούς στον εγκέφαλο, χαρακτηριστικό της νόσου του Alzheimer, από βιοδείκτες σε δείγματα αίματος. Η νόσος Αλτσχάιμερ είναι μια νευροεκφυλιστική νόσος, που χαρακτηρίζεται από σταδιακή απώλεια νευρώνων και συνάψεων στον εγκέφαλο. Μία από τις κύριες αιτίες της νόσου του Αλτσχάιμερ είναι η συσσώρευση του αμυλοειδούς β (Αβ) στον εγκέφαλο, όπου σχηματίζει πλάκες. Η νόσος του Αλτσχάιμερ εμφανίζεται κυρίως σε άτομα άνω των 65 ετών και επί του παρόντος δεν μπορεί να σταματήσει ή να αναστραφεί. Έτσι, η νόσος του Αλτσχάιμερ είναι μια σημαντική ανησυχία για τα έθνη με γήρανση πληθυσμού, όπως η Ιαπωνία.
Η νόσος του Αλτσχάιμερ
Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Hokkaido και το Toppan, με επικεφαλής τον ειδικά διορισμένο αναπληρωτή καθηγητή Kohei Yuyama στο Faculty of Advanced Life Science, στο Πανεπιστήμιο Hokkaido, ανέπτυξαν μια τεχνολογία βιοαισθητήρα που μπορεί να ανιχνεύσει εξωσώματα που δεσμεύουν Αβ στο αίμα ποντικών, τα οποία αυξάνονται όσο Το Αβ συσσωρεύεται στον εγκέφαλο. Η έρευνά τους δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Alzheimer’s Research & Therapy.
Όταν δοκιμάστηκε σε μοντέλα ποντικών, το εξωσώμα δέσμευσης Αβ Digital ICATM (idICA) έδειξε ότι η συγκέντρωση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ αυξήθηκε με την αύξηση της ηλικίας των ποντικών. Αυτό είναι σημαντικό καθώς τα ποντίκια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν ποντίκια μοντέλου της νόσου του Αλτσχάιμερ, όπου το Αβ συσσωρεύεται στον εγκέφαλο με την ηλικία.
Εκτός από την έλλειψη αποτελεσματικών θεραπειών για τη νόσο του Αλτσχάιμερ, υπάρχουν λίγες μέθοδοι για τη διάγνωση της νόσου Αλτσχάιμερ. Το Αλτσχάιμερ μπορεί να διαγνωστεί οριστικά μόνο με άμεση εξέταση του εγκεφάλου – η οποία μπορεί να γίνει μόνο μετά το θάνατο. Η συσσώρευση Αβ στον εγκέφαλο μπορεί να μετρηθεί με εξέταση εγκεφαλονωτιαίου υγρού ή με τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων. Ωστόσο, η πρώτη είναι μια εξαιρετικά επεμβατική εξέταση που δεν μπορεί να επαναληφθεί, και η δεύτερη είναι αρκετά ακριβή. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για μια διαγνωστική εξέταση που να είναι οικονομική, ακριβής και ευρέως διαθέσιμη.
Προηγούμενη εργασία από την ομάδα του Yuyama έδειξε ότι η συσσώρευση Αβ στον εγκέφαλο σχετίζεται με εξωσώματα που δεσμεύουν το Αβ που εκκρίνονται από νευρώνες, τα οποία αποικοδομούν και μεταφέρουν το Αβ στα μικρογλοιακά κύτταρα του εγκεφάλου. Τα εξωσώματα είναι σάκοι εγκλεισμένοι στη μεμβράνη που εκκρίνονται από κύτταρα που διαθέτουν δείκτες κυττάρων στην επιφάνειά τους.
Η ομάδα προσάρμοσε την αποκλειστική ψηφιακή επεμβατική ανάλυση διάσπασης της Toppan (Digital ICATM) για να ποσοτικοποιήσει τη συγκέντρωση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ σε μόλις 100 μL αίματος. Η συσκευή που ανέπτυξαν παγιδεύει μόρια και σωματίδια σε ένα δείγμα ένα προς ένα σε μικροσκοπικά φρεάτια μεγέθους ενός εκατομμυρίου μικρομέτρου σε ένα τσιπ μέτρησης και ανιχνεύει την παρουσία ή την απουσία φθοριζόντων σημάτων που εκπέμπονται από τη διάσπαση των εξωσωμάτων που δεσμεύουν το Αβ.
Επί του παρόντος βρίσκονται σε εξέλιξη κλινικές δοκιμές της τεχνολογίας σε ανθρώπους. Αυτή η εξαιρετικά ευαίσθητη τεχνολογία idICA είναι η πρώτη εφαρμογή της ICA που επιτρέπει την εξαιρετικά ευαίσθητη ανίχνευση εξωσωμάτων που διατηρούν συγκεκριμένα επιφανειακά μόρια από μια μικρή ποσότητα αίματος χωρίς την ανάγκη εκμάθησης ειδικών τεχνικών. Καθώς εφαρμόζεται σε βιοδείκτες εξωσώματος γενικά, μπορεί επίσης να προσαρμοστεί για χρήση στη διάγνωση άλλων ασθενειών.