Sepsis-geschädigte Organe – Doppelmarker Identifizierung von Organversagen mittels Fluoreszenz-Nanopartikel-Tracking-Analyse

Hintergrund: Sepsis, definiert als lebensbedrohliche Organfunktionsstörung aufgrund einer fehlregulierten Wirtsantwort auf eine Infektion, ist nach wie vor eine Quelle erheblicher Morbidität und Mortalität. 19 Millionen Fälle werden jedes Jahr weltweit gesehen. Viele Sepsis-Tiermodelle hatten herausgefunden, dass Sepsis multiples Organversagen induzierte. Ubiquitination, Autophagie, Apoptose können den Prozess eines sepsisbedingten multiplen Organversagens beinhalten. Massenspektrometrie-basierte Proteomik-Studien in klinischen Populationen und in Nagetier- und Säugetier-Tiermodellen hatten mit der Entdeckung vieler neuer Biomarker der Sepsis begonnen. Esoxome wurden in Blut oder Urin gefunden und zeigten das Signal der Autophagie und Apoptose. Kürzlich wurde die Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) als neue Methode zur direkten und Echtzeit-Analyse von Exosomen verwendet. Diese ermöglichen es, die Exosomen-Biomarker zu untersuchen, um septische Patienten mit multiplem Organversagen zu analysieren.

Ziele der Studie: Diese Forschung wird die erste Studie sein, die nicht nur Makrophagen, die mit menschlichen Organzellen kokultiviert werden, für Exosomensekrete aufstellt, sondern auch gereinigte Exosomen im Blut und Urin von septischen Patienten sammelt. Proteomikstudien in Exosomen aus Zellkulturen und klinischen Proben. Analysieren Sie Biomarker von Exosomen im Zusammenhang mit Ubiquitinierung, Autophagen und Apoptose durch Bioinformatik. Verwenden Sie NTA, um neue diagnostische Methoden einzurichten, um die spezifische Organschädigung von septischen Patienten anhand von Exosomen-Autophagie-Apoptose-Biomarkern zu beurteilen.

Materialien und Methoden: Im 1. Jahr werden LPS (Lipopolysaccharid)-stimulierte Makrophagen in Kokultur mit menschlichen Organzellen aufgebaut. Exosomen werden aus verschiedenen Gruppen isoliert und gereinigt. ScFv (Einzelkettenfragmente von Antikörpern) werden ausgewählt, um die Übertragung von infektionsbedingten Exosomen zu blockieren. Im 2. Jahr werden insgesamt 60 Patienten mit Infektion und positivem Kulturergebnis eingeschlossen, davon 30 septische Patienten mit mindestens einem Organversagen, andere nur mit Infektion. Alle Patienten eingeschlossen und gemäß den Sepsis-3-Kriterien klassifiziert. Klinische Proben werden von August 2017 bis Juli 2019 gesammelt. Das Exosom wird isoliert und gereinigt. Aufreinigung mit Magnetperlen, 2D-Gelelektrophorese, MALDI-TOF und Bioinformatik werden verwendet, um die Proteomik von Exosomen und die Assoziation von organspezifischen Markern, Autophagie und Apoptosemarkern zu analysieren. Western Blotting wird durchgeführt, um die durch Proteomik gefundenen Proteine ​​nachzuweisen. Die Anordnung von Zytokinen im Blut bestätigt und korreliert auch mit der Autophagie. Schließlich werden wir die Nanopartikel-Tracking-Analyse mit Doppelmarkeridentifikation verwenden, um die Exosomen-Subpopulationen spezifischer Organ- und Autophagie-Apoptose-Biomarker zu verstehen.

Mögliche Auswirkung: Systematische Etablierung von Exosomen-Proteomik in Co-Kulturmedium und klinischen Sepsis-Proben wird durchgeführt. In-vitro-Studie, ScFv-Erkundung wird dazu beitragen, die Aufnahme von Exosomen als mögliche therapeutische Methode zu blockieren. Ubiquitinations-Autophagie-Apoptose-Biomarker in Exosomen werden nachgewiesen und mit spezifischem Organversagen bei Sepsis korreliert. Der Entzündungsprozess wird auch durch Zytokinanalyse validiert. Die Identifizierung von NTA-Doppelmarkern wird eine intelligente Methode sein, um die Exosomen-Subpopulationen zu verstehen.