Aktywność inicjująca agregację α-synukleiny w osoczu jako nowy biomarker chorób neurodegeneracyjnych

Synukleinopatia, znana również jako choroby synukleinowe, to ogólne określenie dla klasy chorób zwyrodnieniowych. Obejmuje głównie chorobę Parkinsona (PD), otępienie z ciałami Lewy'ego (DLB), zanik wieloukładowy (MSA) i inne. Choroba charakteryzuje się nieprawidłowym fałdowaniem alfa-synukleiny (α-syn) w obwodowym i ośrodkowym układzie nerwowym, co prowadzi do powstawania ciał Lewy'ego, neurytów Lewy'ego oraz cytoplazmatycznych wtrętów w neuronach lub komórkach glejowych. Wewnątrzkomórkowa lokalizacja i wzór akumulacji α-syn różnią się w różnych chorobach synukleinowych. Występują nakładające się stany między chorobami synukleinowymi, co również sprawia, że dokładność diagnozy klinicznej tych chorób jest bardzo niska. Ostateczną diagnozę można postawić dopiero po śmierci pacjenta i ocenie próbek mózgu za pomocą barwienia immunohistochemicznego. Dlatego, aby wcześniej interweniować i ratować w przypadku choroby synukleinowej, konieczne jest opracowanie dokładniejszych i mniej inwazyjnych metod diagnostycznych.

Real-Time Quaking Induced Conversion (RT-QuIC) to metoda in vitro amplifikacji patogennych nasion białkowych, która umożliwia przekształcenie substratów w nieprawidłowo sfałdowane nasiona pod wpływem nasion białkowych zdolnych do amplifikacji in vitro w określonych warunkach. RT-QuIC był pierwotnie stosowany w diagnostyce pacjentów z białkami prionowymi. Technika ta może identyfikować białko prionowe w nieprawidłowo sfałdowanej formie w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z chorobą Creutzfeldta-Jakoba ze swoistością 100% i czułością 95-98%, dlatego została włączona do kryteriów diagnostycznych sporadycznej choroby Creutzfeldta-Jakoba. Badania wykazały, że patogenne nasiona wyizolowane z płynu mózgowo-rdzeniowego lub innych płynów biologicznych lub tkanek pacjentów są inkubowane z rekombinowanymi substratami białkowymi, a użycie przerywanego wstrząsania w celu promowania interakcji między nasionami a substratem może wymusić przekształcenie substratu w patogenne nasiona białkowe. Proces reakcji RT-QuIC jest monitorowany w czasie rzeczywistym przez detektor wewnątrz maszyny pod kątem tioflawiny, fluorescencyjnego barwnika, który fluoryzuje po związaniu z warstwą beta-lamelarną, co jest również typowe dla włókien amyloidowych. Badania wykazały, że testowanie płynu mózgowo-rdzeniowego pacjentów za pomocą RT-QuIC może dokładnie odróżnić otępienie z ciałami Lewy'ego od otępienia nieparkinsonowskiego. W tym badaniu wykorzystano technikę RT-QuIC do amplifikacji nieprawidłowo sfałdowanej α-syn w próbkach klinicznych w celu zbadania różnic w charakterystyce białek między chorobami synukleinowymi i próby diagnostyki tych chorób tą metodą. Po pierwsze, włączono przypadki kliniczne choroby synukleinowej i utworzono grupę kontrolną 100 osób, 221 przypadków pacjentów z PD, 127 przypadków pacjentów z MSA oraz 10 przypadków pacjentów z PSP. Wykorzystując technologię RT-QuIC, użyliśmy aSyn (pomyślnie przygotowanego w naszym laboratorium) do amplifikacji osocza osób zdrowych i pacjentów z synukleinopatiami. Stwierdzono, że maksymalne natężenie fluorescencji (wartość ekstremalna), czas szczytu, K/2 (nachylenie przy wartości ekstremalnej/2) i Tmax/2 (czas osiągnięcia wartości ekstremalnej/2) mogą służyć jako wskaźniki diagnostyczne i różnicujące dla synukleinopatii.