microRNA-testaus yksilöllisen painonhallinnan tunnistamiseksi

Liikalihavuus lisääntyy eksponentiaalisesti Yhdysvalloissa (USA), ja yli 160 miljoonaa amerikkalaista on joko ylipainoisia tai lihavia. Yhdistetty ruokavalio- ja liikuntaohjelma on kustannustehokkain vaihtoehto painonhallinnassa, mutta tällä menetelmällä painonpudotuksessa on huomattavaa yksilöiden välistä vaihtelua, minkä vuoksi monet ihmiset turhautuvat ja eivät pysty noudattamaan ohjelmia koko elinkaaren ajan. Siksi kyvyttömyys tunnistaa henkilöitä, jotka todennäköisesti menestyvät ruokavaliolla ja liikunnalla painonhallinnassa, on kriittinen este liikalihavuuden hoidolle. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että merkittävä vaihtelu painonpudotusvasteessa ruokavalioon ja liikuntaan voi johtua osittain yksilöllisestä epigeneettisestä koostumuksesta. Yksi mahdollinen tapa seurata epigeneettistä vastetta painonpudotustoimenpiteiden aikana on pienet ei-koodaavat kiertävät RNA:t, joita kutsutaan mikroRNA:iksi (miRNA:iksi tai miR:iksi), kiertävässä veressä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että miR-140:tä ja 935:tä voitaisiin käyttää veren biomarkkereina yksilöiden tunnistamiseen, jotka onnistuvat hallitsemaan painoaan ruokavalion ja liikunnan avulla. Lisäksi lyhyen ruokavalion ja liikunnan aikana biomarkkeri-miRNA:iden ilmentymistasojen vaihtelut ennen ja jälkeen interventiota ovat tuottaneet ainutlaatuisia allekirjoitusmuutoksia vain henkilöissä, jotka jatkoivat interventiota pidemmän aikaa ja saavuttivat terveen painon. Siten, jos se toteutetaan lääketieteellisen painonpudotusohjelman varhaisessa vaiheessa, se voi mahdollistaa potilaalle kohdistetun yksilöllisen hoidon.

Suurin este, joka estää miRNA:iden käytön painonpudotustoimenpiteissä, on kyvyttömyys mitata tarkasti miR-140- ja 935-tasoja verinäytteistä. Punasolujen hajoamisen aiheuttaman miRNA-kontaminaation minimoimiseksi miRNA-analyysi on suoritettava 30 minuutin sisällä veren otosta. Nykyiset miRNA:n havaitsemis- ja kvantifiointitekniikat vievät tunteja/päiviä miRNA:iden kvantifiointiin, vaativat tilaa vieviä laitteita ja ovat kalliita. Lisäksi nykyisillä miRNA-detektiomenetelmillä ei ole riittävää herkkyyttä, havaitsemisaluetta ja spesifisyyttä kliiniseen näyteanalyysiin. Vastatakseen tähän tarpeeseen, PI. Nawarathna on äskettäin kehittänyt erittäin herkän kertakäyttöisen miRNA-anturin, joka voi mitata miRNA:t hoitopisteissä 15 minuutissa 50 dollarin testihinnalla. Kehitetyn miRNA-sensorin tehokkuutta kohdemiRNA-tasojen (miR-140 ja 935) vaihteluiden tarkkaan kvantifiointiin ennen ja jälkeen ruokavalion ja harjoituksen interventiota ei kuitenkaan tunneta.

Ehdotetun työn tavoitteena on tutkia tämän miRNA-sensorin tehokkuutta mahdollisena painonhallinnan diagnostisena laitteena. Jos tutkimus onnistuu, ehdotetulla tutkimuksella on kaksinkertainen vaikutus: ensinnäkin hoitopisteen diagnostisen laitteen (miRNA-sensorin) kehittäminen yksilöllisen painonhallintastrategian (ruokavalio ja liikunta tai bariatrinen kirurgia) tarjoamiseksi ja toiseksi kyky. laajentaa välittömästi miRNA:n havaitsemista mittaamaan muita tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa yleiseen hyvinvointiin (esim. mielenterveys ja emotionaalinen terveys, stressi ja väsymys) ja sairauksia (esim. syöpä, sydän- ja verisuonitaudit ja muut). Ehdotetun tutkimuksen tavoite saavutetaan noudattamalla tätä erityistä tavoitetta:

Tavoite: Tutkia, pystyykö miRNA-sensori tunnistamaan henkilöt, jotka laihduttavat jatkuvasti energiarajoitteisen ruokavalion ja liikunnan avulla.

Ehdotettu tutkimus kehittää pilottitutkimuksen, johon osallistuu ylipainoisia henkilöitä. Koehenkilöt osallistuvat ruokavalio- ja harjoitusinterventioon 12 viikon ajan ja miRNA-analyysi suoritetaan 3 ajankohtana intervention aikana (ennen puolivälin jälkeen). Sen jälkeen tutkimme anturin tehokkuutta.

Täysin kehitetty miRNA-anturitekniikka on samanlainen kuin sormenpistosglukoosimittari. Kun miRNA-antureita on saatavilla kaupallisesti, niitä voidaan ostaa ja käyttää diagnostisiin sovelluksiin klinikoilla tai itsetestaukseen kotona tai etä- ja maaseutuklinikoilla ja sairaaloissa. Siksi tulokset edistävät pohjimmiltaan yksilöllisen painonhallintamenetelmän valintaa. Tästä syystä tällä tutkimuksella on myönteinen translaatiovaikutus ihmisten terveyteen.