microRNA-test til identifikation af personlig vægtstyring

Fedme stiger eksponentielt i USA (USA), og over 160 millioner amerikanere er enten overvægtige eller fede. Et kombineret kost- og træningsprogram er det mest omkostningseffektive alternativ til vægtkontrol, men der er en betydelig inter-individuel variation i at tabe sig via denne metode, hvilket efterlader mange individer frustrerede og ude af stand til at overholde programmer gennem hele levetiden. Derfor er manglende evne til at identificere de personer, der sandsynligvis vil lykkes med kost og motion til vægtkontrol, en kritisk vejblokering for behandling af fedme. Nylige undersøgelser har vist, at betydelig variation i vægttabsrespons på kost og motion til dels kan tilskrives individuel epigenetisk sammensætning. En potentiel tilgang til at overvåge den epigenetiske reaktion under vægttabsinterventioner er små ikke-kodende cirkulerende RNA'er, kaldet mikroRNA'er (miRNA'er eller miR'er), i det cirkulerende blod. Undersøgelser har vist, at miR-140 og 935 kunne bruges som blodbiomarkører til at identificere personer, der vil lykkes med at styre deres vægt gennem kost og motion. Desuden har udsving i ekspressionsniveauer af biomarkør miRNA'er før og efter intervention under en kort diæt- og træningsintervention kun produceret unikke signaturændringer hos de personer, der fortsatte interventionen i en længere periode og opnåede en sund kropsvægt. Så hvis det implementeres tidligt i et medicinsk vægttabsprogram, kan det give patienten mulighed for at få en fokuseret individualiseret behandling.

En væsentlig barriere, der forhindrer brugen af ​​miRNA'er i vægttabsinterventioner, er manglende evne til nøjagtigt at kvantificere miR-140 og 935 niveauer i blodprøver. For at minimere miRNA-kontaminationen fra lysering af røde blodlegemer skal miRNA-analyse udføres inden for 30 minutter efter blodudtagning. Nuværende miRNA-detektions- og kvantificeringsteknologier tager timer/dage at kvantificere miRNA'er, kræver omfangsrigt udstyr og er dyre. Derudover har nuværende miRNA-detektionsmetoder ikke tilstrækkelig sensitivitet, detektionsspændvidde og specificitet til klinisk prøveanalyse. For at imødekomme dette behov har PI. Nawarathna har for nylig udviklet en meget følsom engangs miRNA-sensor, der kan kvantificere miRNA'er i point-of-care-indstillinger inden for 15 minutter med en analyseomkostning på $50 pr. test. Effektiviteten af ​​den udviklede miRNA-sensor til nøjagtigt at kvantificere variationerne af miRNA-målniveauer (miR-140 og 935) før og efter diæt og træningsintervention er ukendt.

Formålet med det foreslåede arbejde er at undersøge effektiviteten af ​​denne miRNA-sensor som en potentiel diagnostisk enhed i vægtstyring. Hvis det lykkes, er virkningen af ​​den foreslåede forskning todelt: For det første udvikling af en point-of-care diagnostisk enhed (miRNA-sensor) til at levere en personlig strategi for vægtstyring (diæt og træning eller fedmekirurgi) og for det andet evnen straks at udvide miRNA-detektion til at måle andre faktorer, der kan påvirke det overordnede velbefindende (f.eks.: mental og følelsesmæssig sundhed, stress og træthed) og sygdomme (f.eks.: kræft, hjerte-kar-sygdomme og andre). Målet med den foreslåede forskning vil blive opnået ved at følge dette specifikke mål:

Formål: At undersøge, om miRNA-sensoren er i stand til at identificere personer, som konsekvent vil tabe sig med energibegrænset diæt og træningsintervention.

Den foreslåede forskning vil udvikle et pilotstudie med overvægtige personer som deltagere. Forsøgspersonerne vil deltage i diæt- og træningsinterventionen i 12 uger, og miRNA-analyse vil blive udført på 3 tidspunkter under interventionen (præ-midt-post). Vi vil derefter undersøge effektiviteten af ​​sensoren.

MiRNA-sensorteknologien, når den er færdigudviklet, vil ligne en fingerprikke-glukosemonitor. Når de er kommercielt tilgængelige, kan miRNA-sensorer købes og bruges til diagnostiske applikationer i klinikker eller selvtestning i hjemmet eller fjerntliggende og landlige klinikker og hospitaler. Derfor vil resultaterne grundlæggende fremme, hvordan den individualiserede vægtstyringsmetode vælges. Af denne grund har denne forskning en positiv translationel indvirkning på menneskers sundhed.