"Nivelten biomarkkerien muuntaminen diagnoosiksi" (ARTBioSes)

Varhainen diagnoosi on avaintekijä reumaattisten sairauksien ehkäisyssä ja hoidossa. Reumaattiset sairaudet diagnosoidaan klassisesti kliiniset, biologiset ja radiologiset ominaisuudet yhdistävien kriteerien perusteella. Jopa 20 %:ssa tapauksista diagnoosit jäävät kuitenkin ilmoittamatta ja taustalla olevat reumaattiset sairaudet luokittelemattomiksi, mikä voi johtaa spesifisen hoidon viivästymiseen ja epäsuotuisiin kliinisiin tuloksiin. Lisäksi tavanomaisista menetelmistä saattaa puuttua herkkyys ja spesifisyys varhaiseen diagnoosiin. Biologiset näytteet ovat houkuttelevia kohteita nivelvaurioiden varhaisessa havaitsemisessa, koska ne mahdollistavat monitasoisen tiedon keräämisen klinikalta ja laboratoriosta. Reumapotilailta yleisimmin kerätyt biologiset näytteet ovat nivelneste nivelaspiraatiolla, veri laskimopunktiolla ja kudosnäyte leikkauksella. Tutkijat olettavat, että haastavissa tilanteissa nivelnesteestä, verestä tai nivelkudoksista havaitaan uusia biomarkkereita käyttämällä sekä tavanomaisia ​​(esim. histologia, immunodetektio, PCR) ja innovatiiviset (esim. Raman-spektroskopia, nanospektroskopia) laboratoriokokeet voivat auttaa tarkentamaan diagnoosia ja luokittamaan paremmin reumasairauksia sairastavia potilaita.

Nivelneste koostuu pääasiassa vedestä, proteiineista, proteoglykaaneista, glykosaminoglykaaneista, lipideistä, pienistä epäorgaanisista suoloista ja metaboliiteista, kuten aminohapoista tai sokereista. Yksittäiset nivelnesteen komponentit voivat usein suorittaa useita toimintoja. Esimerkiksi hyaluronihappo ylläpitää nivelnesteiden monimutkaisia ​​viskoelastisia ominaisuuksia ja säätelee kehittyneiden glykaation lopputuotteiden, sytokiinien ja nivelrikkoon liittyvien entsyymien biologista aktiivisuutta. Normaali nivelen toiminta riippuu nivelnesteen koostumuksen tilasta, erityisesti kun otetaan huomioon yksittäisten komponenttien välinen suuri vuorovaikutus. Vaikka reumatologit ovat käyttäneet tavanomaisia ​​laboratoriotestejä viimeisen 50 vuoden ajan, ne tarjoavat rajoitetusti kvantitatiivisia tietoja, eivätkä ne pysty kuvaamaan tarkasti biokemiallisia ja kemiallisia muutoksia, kuten muutoksia proteiinikoostumuksessa ja proteomisessa profiilissa, joita niveltulehdusnesteet aiheuttavat niveltulehdusten nivelissä. Koko nivelnesteen kemiallista, biologista tai viskoelastista profiilia kuvaavat mittaukset voivat olla mielenkiintoisia lisätyökaluja. Esimerkki innovatiivisesta mittaustekniikasta on Raman-spektroskopia, jolla voidaan havaita muutoksia reumasairauksista kärsivien potilaiden nivelnesteessä. Raman-kaistan intensiteettisuhteet vaihtelevat merkittävästi nivelnesteestä kerätyissä spektrissä potilailla, joilla on radiologisia todisteita nivelrikkovauriosta. Muutoksia proteiinin sekundaarirakenteessa voitaisiin käyttää yleisenä merkkinä nivelnesteen kemiallisista muutoksista ja että nämä muutokset voidaan yhdistää polvivaurion radiografiseen pisteytykseen. Muut julkaisut keskittyivät nivelnesteistä uutettujen kiteiden Raman-analyysiin. Ryhmämme kehitti Surface Enhanced Raman Spectroscopyn (SERS) käyttämällä nanohiukkasia, jotka saattavat olla herkempiä kuin perinteinen Raman-spektroskopia bionesteiden, erityisesti koko nivelnesteen, karakterisoinnissa ja tiettyjen reumaattisten sairauksien spektrimerkkien tulkinnassa.

Veren biomarkkereita on käytetty pitkään reumaattisten sairauksien diagnosoinnissa ja seurannassa. Ne ovat pääasiassa autoimmuniteetin, tulehduksen, ruston hajoamisen tai luun uudelleenmuodostumisen merkkiaineita.

Nivelkudoksia ovat nivelrusto, luu, nivelkierukka, nivelkalvo, rasva, jänteet, nivelsiteet, lihakset. Ne saadaan leikkauksen aikana. Heidän analyysinsä on arvokas autoimmuniteetin, tulehduksen, ruston hajoamisen tai luun uudelleenmuotoilun paikallisen tilan karakterisoimiseksi ja kiinnostavien solu- ja molekyylipolkujen paikallisen aktivoitumisen tutkimiseksi käyttämällä tavanomaisia ​​solu- ja molekyylibiologian tekniikoita.