"Převedení artikulárních biomarkerů do diagnóz" (ARTBioSes)

Včasná diagnostika je klíčovým faktorem v prevenci a léčbě revmatických onemocnění. Revmatická onemocnění jsou klasicky diagnostikována na základě kritérií kombinujících klinické, biologické a radiologické vlastnosti. Až ve 20 % případů však zůstávají diagnózy neuvedeny a základní revmatická onemocnění neklasifikována, což může vést k opožděné specifické léčbě a nepříznivým klinickým výsledkům. Kromě toho konvenční metody mohou postrádat citlivost a specificitu pro včasnou diagnostiku. Biologické vzorky jsou atraktivními cíli pro včasnou detekci poškození kloubů, protože umožňují shromažďovat různé úrovně informací z kliniky a laboratoře. Biologické vzorky nejčastěji odebrané pacientům s revmatickým onemocněním jsou synoviální tekutina aspirací kloubu, krev žilní punkcí a tkáňové vzorky chirurgicky. Výzkumníci předpokládají, že v náročných situacích mohou být nové biomarkery detekované ze synoviální tekutiny, krve nebo kloubních tkání za použití konvenčních (např. histologie, imunodetekce, PCR) a inovativní (např. Ramanova spektroskopie, nanospektroskopie) laboratorní testy mohou pomoci zpřesnit diagnostiku a lépe klasifikovat pacienty s revmatickými onemocněními.

Synoviální tekutina se primárně skládá z vody, proteinů, proteoglykanů, glykosaminoglykanů, lipidů, malých anorganických solí a metabolitů, jako jsou aminokyseliny nebo cukry. Jednotlivé složky synoviální tekutiny mohou často plnit více funkcí. Kyselina hyaluronová například udržuje komplexní viskoelastické vlastnosti synoviálních tekutin a reguluje biologickou aktivitu konečných produktů pokročilé glykace, cytokinů a enzymů spojených s osteoartrózou. Normální funkce kloubu je závislá na stavu složení synoviální tekutiny, zejména s ohledem na velkou interakci mezi jednotlivými složkami. Ačkoli konvenční laboratorní testy byly používány revmatology posledních 50 let, poskytují omezené kvantitativní údaje a nemohou konkrétně popsat biochemické a chemické změny, jako jsou změny ve složení proteinů a proteomický profil, kterým procházejí synoviální tekutiny v artritických kloubech. Zajímavými doplňkovými nástroji by mohla být měření, která odrážejí celý chemický, biologický nebo viskoelastický profil synoviální tekutiny. Příkladem inovativní měřicí techniky je Ramanova spektroskopie, kterou lze použít k detekci změn v synoviální tekutině u pacientů s revmatickými chorobami. Poměry intenzity Ramanových pásů se významně liší ve spektrech odebraných ze synoviální tekutiny u pacientů s radiologickým důkazem poškození osteoartrózy. Změny sekundární struktury proteinu by mohly být použity jako obecný marker chemických změn v synoviální tekutině a že tyto změny mohou být spojeny s rentgenovým hodnocením poškození kolene. Další publikace se zaměřily na Ramanovu analýzu krystalů extrahovaných ze synoviálních tekutin. Naše skupina vyvinula Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) s použitím nanočástic, které mohou být citlivější než konvenční Ramanova spektroskopie při charakterizaci biotekutin, zejména celé synoviální tekutiny, a dešifrování spektrálních signatur specifických revmatických onemocnění.

Krevní biomarkery se již dlouho používají pro diagnostiku a sledování revmatických onemocnění. Jsou to především markery autoimunity, zánětu, degradace chrupavky nebo kostní remodelace.

Mezi kloubní tkáně patří kloubní chrupavka, kost, meniskus, synoviální membrána, tuk, šlachy, vazy, svaly. Získávají se během operace. Jejich analýza je cenná pro charakterizaci lokálního stavu autoimunity, zánětu, degradace chrupavky nebo remodelace kosti a pro studium lokální aktivace požadovaných buněčných a molekulárních drah pomocí konvenčních technik buněčné a molekulární biologie.