Analyse af menneskelig knæledsvæske ved hjælp af metabonomiske, genomiske og tribologiske teknikker

Hævede led repræsenterer en diagnostisk udfordring. Mulige diagnoser omfatter: slidgigt, gigt, reumatologisk sygdom eller infektion. Diagnostiske metoder er begrænset til mikroskopi, mikrobiologi og sporanalyse. Disse metoder kan være langsomme, tidskrævende, dyre og ofte inkonklusive.

Slidgigt varierer i sværhedsgraden af ​​enhver inflammatorisk reaktion og efterfølgende symptomer. Til dato er der ikke etableret nogen molekylær forbindelse til at forklare denne tvetydighed. Tidligere undersøgelser har identificeret metabolitter af det inflammatoriske respons, men har undladt at undersøge nogen sammenhæng med symptomer eller respons på målrettede injektioner.

Mikrobielle infektioner i led er destruktive. Det tager typisk 2-3 dage at identificere en forårsagende organisme og bekræfte diagnosen. Nylige undersøgelser tyder på lavt niveau af bakteriel kolonisering i leddene. Efterforskerne sigter mod at analysere ledvæsken for enhver bakteriel kolonisering ved hjælp af berigelse og 16S Polymerase Chain Reaction (PCR) og derefter korrelere resultaterne til den metaboliske profil. Derudover sigter efterforskerne på at søge metabolitter, der indikerer tilstedeværelsen af ​​en biofilm, som, hvis den er til stede, i høj grad begrænser behandlingsmulighederne.

Metabonomics er den kvantitative måling af et levende systems dynamiske multiparametriske respons på patofysiologiske stimuli eller genetisk modifikation. Dette giver en global metabolisk profil på trods af en kompleks biologisk prøve og har vist sig nyttig på mange områder.

Vores hypoteser er:

1. Hver patologi vil have en unik metabolisk profil
2. Inflammatorisk slidgigt vil indeholde en anden metabolisk profil og potentielt biomarkører til behandling og/eller respons
3. Specifikt tilstedeværelsen og påvisningen af ​​organismesubtype- og biofilmbiomarkører
4. Disse profiler kan karakteriseres ved analyse af blod, urin og ledvæske
5. Disse data kan bruges til at generere diagnostiske test, der vil hjælpe med at håndtere et hævet led.
6. Der vil være en sammenhæng mellem metabolisk profil og ledvæskens smøreegenskaber, som kan bruges i fremtidige tekniske strategier til at håndtere slidgigt.

1. At analysere ledvæske fra artrose led for at identificere potentielle biomarkører for sygdommen og yderligere forståelse af bruskdestruktionsvejene 2. At vurdere populationsvarianser i ledvæskesammensætning ved hjælp af metabonomics og om denne sammensætning korrelerer med artropati i led 3. At studere ledvæskens smøre- og slidegenskaber og forstå, hvordan den metaboliske profil påvirker smøring og efterfølgende ledslid.

4. At studere ledvæske ved hjælp af metabonomi til at identificere biomarkører for bakteriel kolonisering i tandem med mikrobiel 16S polymerasekædereaktion og genomisk sekventering.

Projektets tidslinje:

Projektets faser skal være som følger:

Fuld forskning, websted og etisk godkendelse: Foreløbig etik er allerede givet. Der forventes ingen hindringer for forskning og godkendelse af stedet, og dette bør opnås kort tid efter. (succes = etisk godkendelse) Forventes juni 2015

Prøveindsamling: Efterforskerne sigter mod at rekruttere 150 patienter til undersøgelsen, der fanger et konservativt estimat på 10 om ugen. Alle ortopædiske patienter vil blive målrettet. Størstedelen forventes at blive rekrutteret fra valgteatrene. (succes = 150 point rekrutteret) juni - september 2015 (og fremefter)

Metabonomisk analysemetodeudvikling: Etablering af Nuclear Magnetic Resonance (NMR) metodologi til metabolisk profilering af ledvæske som en prøvematrix. Metodeudvikling af væskekromatografi massespektroskopi (LCMS) umålrettet og målrettet metodik for ledvæske (succes = opnå robust, følsom metode) oktober 2015

Joint Fluid Tribology: Analyse af ledvæskens smørende egenskaber (succes = 150 analyserede prøver) oktober - december 2015

Metabonomisk analyse: For at give de maksimale resultater sigter efterforskerne efter at analysere ved hjælp af NMR-screening med ikke-målrettet og målrettet LCMS-analyse. Med cirka 150 patienter og dermed 450 kropsvæskeprøver estimerer efterforskerne en analysetid på 6 måneder (succes = metabolisk profilering og målrettet analyse) november - april 2016

Mikrobiel genetisk analyse: PCR og sekventering af det mikrobielle genetiske indhold i ledvæsken (succes = færdiggørelse i 150 prøver) april - juni 2016

Samling af resultater, Analyse og Rapportering: Udarbejdelse af resultater til aflevering til et tidsskrift med en impact factor >10. (succes = redaktionel accept af manuskript) juli - oktober 2016