Az emberi térdízületi folyadék elemzése metabonómiai, genomikai és tribológiai technikák alkalmazásával

A duzzadt ízületek diagnosztikai kihívást jelentenek. Lehetséges diagnózisok: osteoarthritis, köszvény, reumatológiai betegség vagy fertőzés. A diagnosztikai módszerek a mikroszkópiára, a mikrobiológiára és a nyomelemzésre korlátozódnak. Ezek a módszerek lassúak, időigényesek, drágák és gyakran eredménytelenek lehetnek.

Az osteoarthritis a gyulladásos reakció és az azt követő tünetek súlyossága szerint változik. A mai napig nem találtak molekuláris kapcsolatot, amely megmagyarázná ezt a kétértelműséget. Korábbi vizsgálatok azonosították a gyulladásos válasz metabolitjait, de nem vizsgálták a tünetekkel vagy a célzott injekciókra adott válaszreakcióval való összefüggést.

Az ízületek mikrobiális fertőzései pusztító hatásúak. Általában 2-3 napig tart a kórokozó azonosítása és a diagnózis megerősítése. A legújabb tanulmányok alacsony szintű bakteriális kolonizációt sugallnak az ízületekben. A kutatók célja, hogy az ízületi folyadékot dúsítással és 16S polimeráz láncreakcióval (PCR) elemezzék bármilyen bakteriális kolonizációra, majd az eredményeket korrelálják a metabolikus profillal. Ezen túlmenően a kutatók célja olyan metabolitok felkutatása, amelyek egy biofilm jelenlétére utalnak, amely, ha jelen van, súlyosan korlátozza a kezelési lehetőségeket.

A metabonómia egy élő rendszer dinamikus többparaméteres válaszának kvantitatív mérése a patofiziológiai ingerekre vagy genetikai módosításokra. Ez a komplex biológiai minta ellenére globális metabolikus profilt biztosít, és számos területen hasznosnak bizonyult.

Hipotéziseink a következők:

1. Minden patológiának egyedi metabolikus profilja lesz
2. A gyulladásos osteoarthritis eltérő metabolikus profilt és potenciálisan biomarkereket tartalmaz a kezeléshez és/vagy a válaszhoz
3. Pontosabban az organizmus altípusok és biofilm biomarkerek jelenléte és kimutatása
4. Ezeket a profilokat a vér, a vizelet és az ízületi folyadék elemzésével lehet jellemezni
5. Ezek az adatok felhasználhatók diagnosztikai tesztek készítésére, amelyek elősegítik a duzzadt ízületek kezelését.
6. Összefüggés lesz az ízületi folyadék metabolikus profilja és kenőanyag tulajdonságai között, amely felhasználható az osteoarthritis kezelésének jövőbeli mérnöki stratégiáiban.

1. Az osteoarthritises ízületekből származó ízületi folyadék elemzése a betegség lehetséges biomarkereinek azonosítása és a porcpusztulási útvonalak további megértése érdekében. 2. Az ízületi folyadék összetételének populációbeli eltéréseinek felmérése metabonomika segítségével, és hogy ez az összetétel korrelál-e az ízületek arthropathiájával 3. az ízületi folyadék kenési és kopási tulajdonságait, és megérti, hogy az anyagcsere-profil hogyan befolyásolja a kenést, majd az ízületi kopást.

4. Az ízületi folyadék tanulmányozása metabonomika segítségével a bakteriális kolonizáció biomarkereinek azonosítására, párhuzamosan a mikrobiális 16S polimeráz láncreakcióval és a genomi szekvenálással.

Projekt idővonala:

A projekt fázisai a következők:

Teljes kutatás, helyszín és etikai jóváhagyás: Az ideiglenes etika már biztosított. A kutatás és a helyszín engedélyezése előtt nem várható akadály, és ezt röviddel ezután meg kell valósítani. (siker = etikai jóváhagyás) Várhatóan 2015. június

Mintagyűjtés: A vizsgálók célja 150 beteg bevonása a vizsgálatba, konzervatív becslések szerint heti 10 beteg. Minden ortopéd beteget megcéloznak. A többséget várhatóan a választható színházakból fogják felvenni. (siker = 150 felvett pont) 2015. június–szeptember (feljebb)

Metabonómiai elemzési módszer kidolgozása: Nukleáris mágneses rezonancia (NMR) módszertan létrehozása az ízületi folyadék, mint mintamátrix metabolikus profilálásához. A folyadékkromatográfiás tömegspektroszkópia (LCMS) nem célzott és célzott módszertana az ízületi folyadékhoz (siker = robusztus, érzékeny módszertan elérése) 2015. október

Ízületi folyadék tribológia: Az ízületi folyadék kenési tulajdonságainak elemzése (siker = 150 vizsgált minta) 2015. október - december

Metabonómiai analízis: A maximális eredmények elérése érdekében a kutatók az NMR-szűréssel kívánnak elemezni, nem célzott és célzott LCMS analízissel. Körülbelül 150 beteggel és így 450 testfolyadék mintával a vizsgálók 6 hónapos elemzési időt becsülnek (siker = metabolikus profilalkotás és célzott elemzés) 2016. november-április

Mikroba genetikai analízis: PCR és az ízületi folyadék mikrobiális genetikai tartalmának szekvenálása (siker = 150 minta teljesítése) 2016. április - június

Eredmények összegyűjtése, Elemzés és Jelentés: Az eredmények előkészítése 10-nél nagyobb impakt faktorú naplóba történő benyújtásra. (siker = kézirat szerkesztői elfogadása) 2016. július - október