Testy mikroRNA do identyfikacji spersonalizowanej kontroli wagi

Otyłość rośnie wykładniczo w Stanach Zjednoczonych (USA), a ponad 160 milionów Amerykanów ma nadwagę lub otyłość. Połączony program diety i ćwiczeń jest najbardziej opłacalną alternatywą dla kontroli wagi, ale istnieje znaczna zmienność międzyosobnicza w utracie wagi za pomocą tej metody, co powoduje, że wiele osób jest sfrustrowanych i niezdolnych do przestrzegania programów przez całe życie. Dlatego niemożność zidentyfikowania osób, które prawdopodobnie odniosą sukces dzięki diecie i ćwiczeniom w celu kontrolowania masy ciała, jest krytyczną przeszkodą w leczeniu otyłości. Niedawne badania wykazały, że znaczną zmienność reakcji utraty wagi na dietę i ćwiczenia można częściowo przypisać indywidualnemu składowi epigenetycznemu. Jednym z potencjalnych sposobów monitorowania odpowiedzi epigenetycznej podczas interwencji odchudzających jest obecność małych niekodujących krążących RNA, zwanych mikroRNA (miRNA lub miR), we krwi krążącej. Badania wykazały, że miR-140 i 935 mogą być wykorzystywane jako biomarkery krwi do identyfikacji osób, którym uda się kontrolować swoją wagę poprzez dietę i ćwiczenia. Co więcej, podczas krótkiej interwencji dietetycznej i ćwiczeń fluktuacje poziomów ekspresji miRNA biomarkerów przed i po interwencji spowodowały unikalne zmiany sygnatur tylko u osób, które kontynuowały interwencję przez dłuższy czas i osiągnęły zdrową masę ciała. Tak więc, jeśli zostanie wdrożony na wczesnym etapie medycznego programu odchudzania, może pozwolić pacjentowi na ukierunkowane, zindywidualizowane leczenie.

Główną barierą uniemożliwiającą stosowanie miRNA w interwencjach odchudzających jest niemożność dokładnego określenia ilościowego poziomów miR-140 i 935 w próbkach krwi. Aby zminimalizować zanieczyszczenie miRNA z lizy krwinek czerwonych, analizę miRNA należy przeprowadzić w ciągu 30 minut od pobrania krwi. Obecne technologie wykrywania miRNA i oznaczania ilościowego zajmują godziny/dni, aby określić ilościowo miRNA, wymagają nieporęcznego sprzętu i są drogie. Ponadto obecne metody wykrywania miRNA nie mają wystarczającej czułości, zakresu wykrywania i specyficzności do analizy próbek klinicznych. Aby zaspokoić tę potrzebę, PI. Firma Nawarathna opracowała niedawno bardzo czuły jednorazowy czujnik miRNA, który może oznaczać ilościowo miRNA w punktach opieki w ciągu 15 minut przy koszcie testu wynoszącym 50 USD za test. Jednak skuteczność opracowanego czujnika miRNA do dokładnego określania ilościowego zmian docelowych poziomów miRNA (miR-140 i 935) przed i po diecie oraz podczas ćwiczeń jest nieznana.

Celem proponowanej pracy jest zbadanie skuteczności tego czujnika miRNA jako potencjalnego urządzenia diagnostycznego w kontroli masy ciała. W przypadku powodzenia proponowane badania będą miały dwojaki wpływ: po pierwsze, opracowanie urządzenia diagnostycznego w miejscu opieki (czujnik miRNA) w celu zapewnienia spersonalizowanej strategii zarządzania wagą (dieta i ćwiczenia fizyczne lub chirurgia bariatryczna), a po drugie, zdolność aby natychmiast rozszerzyć wykrywanie miRNA w celu pomiaru innych czynników, które mogą wpływać na ogólne samopoczucie (np. zdrowie psychiczne i emocjonalne, stres i zmęczenie) oraz chorób (np. rak, choroby układu krążenia i inne). Cel proponowanych badań zostanie osiągnięty poprzez realizację tego celu szczegółowego:

Cel: Zbadanie, czy czujnik miRNA jest w stanie identyfikować osoby, które konsekwentnie będą tracić na wadze dzięki diecie o ograniczonej wartości energetycznej i interwencjom fizycznym.

Proponowane badania opracują badanie pilotażowe z udziałem osób z nadwagą. Pacjenci będą uczestniczyć w interwencji dietetycznej i ruchowej przez 12 tygodni, a analiza miRNA zostanie przeprowadzona w 3 punktach czasowych podczas interwencji (przed-w połowie-po). Następnie zbadamy skuteczność czujnika.

Technologia czujnika miRNA, po pełnym opracowaniu, będzie podobna do glukometru pobieranego z palca. Gdy czujniki miRNA będą dostępne na rynku, można je kupić i używać do zastosowań diagnostycznych w klinikach lub do samodzielnego testowania w domu lub w odległych i wiejskich klinikach i szpitalach. Dlatego wyniki zasadniczo poprawią wybór zindywidualizowanej metody kontroli wagi. Z tego powodu badania te mają pozytywny wpływ translacyjny na zdrowie ludzi.