Preeclampsia kimutatása és azonosítása illékony biomarkerek segítségével (DIP)

A preeclampsia a magas vérnyomás egy olyan formája, amely kizárólag az emberi terhességre jellemző. A preeclampsia klinikai tünetei anyai szindrómaként (hipertónia és proteinuria egyéb multirendszeri rendellenességekkel vagy anélkül), vagy magzati szindrómaként (magzati növekedési korlátozás, magzatvíz csökkenés és abnormális oxigénellátás) nyilvánulhatnak meg.

A preeclampsia incidenciája 2 és 7 százalék között mozog egészséges, nem szült nőknél. Ezeknél a nőknél a preeclampsia általában enyhe, közeli terhességgel vagy szülés közben kezdődik (az esetek 75 százaléka), és ez az állapot csak minimálisan növeli a kedvezőtlen terhességi kimenetel kockázatát. Ezzel szemben a preeclampsia előfordulási gyakorisága és súlyossága lényegesen magasabb azoknál a nőknél, akiknek több magzati terhessége van, krónikus magas vérnyomásban, korábbi preeclampsiában, pregesztációs diabetes mellitusban szenvedtek, és akiknél már fennálló thrombophiliás.

A preeclampsia etiológiája nem ismert. Sok elméletet javasoltak, de legtöbbjük nem állta ki az idő próbáját. Néhány ilyen elmélet: Rendellenes trofoblaszt invázió, véralvadási rendellenességek, vaszkuláris endoteliális károsodás, szív- és érrendszeri hibás alkalmazkodás, immunológiai jelenségek, genetikai hajlam és étrendi hiányosságok vagy túlzások.

A preeclampsia olyan klinikai szindróma, amely a jelek és tünetek széles spektrumát öleli fel, amelyek klinikai megfigyelése szerint önállóan vagy kombinációban alakultak ki. A preeclampsia klasszikus triásza a következőket tartalmazza: magas vérnyomás, proteinuria és ödéma. Jelenleg azonban általános egyetértés van abban, hogy az ödémát nem szabad a preeclampsia diagnózisának részének tekinteni. A preeclampsia diagnosztizálásához proteinuriával járó emelkedett vérnyomás (BP) megléte szükséges,3 általában a terhesség 20. hete után kezdődik, de a betegség súlyossága általában az anyai vérnyomáson alapul, amelyet hagyományos fémjelnek tekintenek. a betegség diagnosztizálására.

A preeclampsiában szenvedő nők tünetegyüttesét mutathatják ki, amely a minimális vérnyomás-emelkedéstől a több szervrendszer rendellenességéig terjed. A legnagyobb valószínűséggel a vese, a hematológiai és a májrendszer érintett.

A vesefunkció általában szinte minden esetben károsodik, mivel proteinuriát mindig találnak. Preeclampsiában a vasospasmus és a glomeruláris kapilláris endothel duzzanata (glomeruláris endotheliózis) a GFR (glomeruláris filtrációs ráta) átlagos csökkenéséhez vezet, amely 25 százalékkal alacsonyabb, mint a normál terhesség esetén. A szérum kreatininszintje ritkán emelkedik preeclampsiában, de a húgysav gyakran emelkedik. Annak ellenére, hogy a preeclampsiában szenvedő nők húgysavszintje emelkedett, ez a teszt nem érzékeny vagy specifikus a betegség diagnózisára.

A máj nem elsődlegesen érintett a preeclampsiában, és a máj érintettsége a súlyos preeclampsiában szenvedő nők mindössze 10 százalékánál figyelhető meg. Fibrinlerakódást találtak a máj sinusoidjainak falai mentén olyan preeclampsiás betegeknél, akiknél nem volt laboratóriumi vagy szövettani bizonyíték a máj érintettségére. Ha májműködési zavar lép fel preeclampsiában, a szérum transzaminázszint enyhe emelkedése a leggyakoribb. A bilirubin ritkán emelkedik preeclampsiában, de ha emelkedik, akkor az indirekt frakció dominál. Az emelkedett májenzimek a HELLP-szindróma része, amely a súlyos preeclampsia egyik változata.

A thrombocytopenia a leggyakoribb hematológiai rendellenesség a preeclampsiában szenvedő nőknél. Ez összefüggésben áll a betegségi folyamat súlyosságával és a placenta leválás jelenlétével vagy hiányával. A súlyos preeclampsiában szenvedő nők 32-50 százalékánál, a terhesség alatti magas vérnyomásban szenvedő nők 15 százalékánál pedig 150 000/mm3 alatti vérlemezkeszámot jelentettek.

Az irodalom áttekintése feltárja, hogy több mint 100 klinikai, biofizikai és biokémiai vizsgálatot javasoltak a betegség jövőbeli fejlődése szempontjából veszélyeztetett beteg előrejelzésére vagy azonosítására.

A különböző tesztek összesített adatainak eredményei és a sorozatos tesztek közötti egyezés hiánya arra utal, hogy e klinikai tesztek egyike sem elég megbízható ahhoz, hogy szűrővizsgálatként használják a klinikai gyakorlatban. Ennek eredményeként nyilvánvalóan nagy szükség van egy új technológia kidolgozására e terhességi szövődmény korai felismerésére, mielőtt klinikai megnyilvánulásai megjelennének. A korai felismerés segíthet a korai kezelésben, hogy megelőzze vagy legalább minimalizálja a betegség következményeit.

A preeclampsia illékony biomarkerei:

Moretti és Phillips csoportja GC-kromatográfiával/tömegspektrometriával (GC-MS) vizsgálta az oxidatív stressz intenzitását normál terhességben, preeclampsiában és nem terhes nőkben, amint azt illékony biomarkerek fejezik ki a kilégzett levegőn keresztül. A C4-C20 alkánok és monometilezett alkánok bőségességének 3D-s megjelenítése azt mutatta, hogy a görbe alatti átlagos térfogat szignifikánsan magasabb volt a preeclampsiás betegekben, mint a normál terhes nőkben (P<003) és a nem terhes kontroll személyekben (P<005). Egy öt illékony biomarkert (undekán, 6-metiltridekán, 2-metil-pentán, 5-metil-tetradekán és 2-metilnonán) alkalmazó prediktív modell megkülönböztette a preeclampsiát a szövődménymentes terhességtől (érzékenység = 92,3%). specificitás = 89,7%; keresztellenőrzött érzékenység=88,5%, specificitás=79,3%). Bár ígéretes, ennek a kilégzési tesztnek a preeclampsia preeclampsia klinikai értéke még mindig ismeretlen. Ez annak tudható be, hogy a vizsgálat csak az oxidatív stressz és a preeclampsia közötti összefüggésre összpontosított, amikor az anyagcsere-utakat nem lehet figyelmen kívül hagyni.

Ez utóbbit támasztja alá számos olyan rendellenesség (például vese, hematológiai és máj) érintettsége, amelyekről kiderült, hogy illékony biomarkereket bocsátanak ki a preeclampsia során.

Ha ezt az előzetes vizsgálatot tágabb perspektívába helyezzük, longitudinális vizsgálatokra van szükség annak megállapítására, hogy az oxidatív stressz fokozott légzési biomarkerei, valamint a terhesség korábbi szakaszaiban lezajló metabolikus útvonalak előre jelezhetik-e a preeclampsia kialakulását. Míg a szükséges ismeretek egy része tömegspektrometriás technikákkal megszerezhető, e technikák alkalmazását nehezíti a drága berendezések iránti igény, az ilyen műszerek működtetéséhez szükséges magas szintű szakértelem, a mintavételhez és elemzéshez szükséges sebesség, valamint az előkoncentrációs technikák szükségessége (olyan technika, amely lehetővé teszi a valódi kilégzett levegőben található illékony biomarkerek csak egy részének (15-20%) kimutatását).

Ahhoz, hogy a preeclampsia illékony biomarkereinek vizsgálata klinikai valósággá váljon, számos előrelépésre van szükség a specifikus preeclampsia illékony biomarkerek ismeretében és az érzékelők fejlesztésében. A nanoanyagokon alapuló kémiai szenzormátrixok nagyobb valószínűséggel válnak klinikai és laboratóriumi diagnosztikai eszközökké, mivel lényegesen kisebbek, könnyebben használhatók és olcsóbbak. Az illékony biomarkerek analíziséhez ideális kémiai érzékelőnek érzékenynek kell lennie nagyon alacsony analitkoncentrációnál vízgőz jelenlétében (mivel a leheletminták 80-90% RH-t tartalmaznak). Ezenkívül gyorsan és eltérően kell reagálnia a koncentráció kis változásaira, és konzisztens kimenetet kell biztosítania, amely az adott expozícióra jellemző.

Célok:

A projekt célja a "preeclampsia" és más terhességi szövődmények korai felismerése a kilégzett leheletben és/vagy vérmintákban megjelenő illékony biomarkerek segítségével, egy egyszerű és olcsó NA-NOSE nevű díj segítségével.

I. fázis: A projekt elsődleges fázisa a „preeclampsiában” szenvedő terhes nők, a „normális terhességnek” tekintett terhes nők és az egészséges „nem terhes” nők illékony biomarker-mintázatainak összehasonlítása.

II. fázis: A projekt másodlagos fázisa a „preeclampsia” előrejelzésének képessége, összehasonlítva a jelenlegi klinikai gyakorlatban használt egyéb potenciális előrejelzőkkel.

Módszertan:

A tanulmány tervezése és vázlata:

A tanulmány I. fázisa azon fiatal nők három csoportjának keresztmetszeti légzési tesztjére összpontosít, akik beleegyeztek a részvételbe, és aláírták a beleegyező nyilatkozatot, amelyet a Názáreti Kórház intézményi Helsinki Bizottsága hagyott jóvá.

Csoportok:

• Preeclampsia: 30 preeclampsiás terhes nő, akiknek terhességi ideje 24 hétnél idősebb, és nincs krónikus betegsége, akik nem vajúdnak és magzatuk életben van. Preeclampsiának nevezzük a 140/90 Hgmm-nél nagyobb vérnyomást 2 alkalommal, legalább 4 órás, de legfeljebb egy hét eltéréssel, proteinuriával. A proteinuriát úgy definiálják, mint a vizeletmérő pálca értéke >1+ (30 mg/dl), vagy a 24 órás vizeletgyűjtés több mint 300 mg fehérjekiválasztással.
• Komplikációmentes terhesség: 30 normál vérnyomású, 24 hétnél idősebb terhességi korú, krónikus betegségben nem szenvedő, szülészeti problémával nem rendelkező, nem vajúdó, magzata életben lévő terhes.
• Egészséges kontrollok: 30 egészséges, nem terhes kontroll nő, akiket főként a Názáreti Kórház alkalmazottai közül vettek fel, akik egészségesek, nem szednek gyógyszert, és nem szültek vagy fogantak meg a leheletfelvétel előtti évben.

A NA-NOSE légzési mintavételét, valamint a vérmintát a Technionban végzik.

Kémiai elemzés:

Az LNBD csoport (Technion) meghatározza minden szervesen funkcionalizált nanoszenzor legkifejezettebb elektromos jellemzőit az illékony biomarkerekre válaszul (mind a lehelet-, mind a vérmintákból), valamint a teljes szenzortömbből, klasszikus multilineáris regressziós modellek és neurális hálózat segítségével. modellek. A főkomponens-analízis és a kaotikus paraméterek alapján különböző lineáris és nemlineáris algoritmusokat fogunk keresni az adatok dimenzióinak csökkentése, a legfontosabb információk kinyerése érdekében. A kilélegzett levegőt gázkromatográfiával/tömegspektrometriával (GC-MS) is elemzik a termikus deszorpcióval konjugálva, hogy meghatározzák az illékony biomarkerek természetét és összetételét a kapcsolódó lehelet- és vérmintákban.