Teste de microRNA para identificação de controle de peso personalizado

A obesidade está aumentando exponencialmente nos Estados Unidos (EUA), e mais de 160 milhões de americanos estão acima do peso ou obesos. Um programa combinado de dieta e exercícios é a alternativa mais econômica para controle de peso, mas há uma variabilidade interindividual considerável na perda de peso por meio desse método, o que deixa muitos indivíduos frustrados e incapazes de aderir a programas ao longo da vida. Portanto, a incapacidade de identificar os indivíduos que provavelmente terão sucesso com dieta e exercícios para controle de peso é um obstáculo crítico para o tratamento da obesidade. Estudos recentes mostraram que a variabilidade significativa na resposta de perda de peso à dieta e ao exercício pode ser atribuída em parte à composição epigenética individual. Uma abordagem potencial para monitorar a resposta epigenética durante as intervenções de perda de peso são pequenos RNAs circulantes não codificantes, chamados microRNAs (miRNAs ou miRs), no sangue circulante. Estudos demonstraram que miR-140 e 935 podem ser usados ​​como biomarcadores sanguíneos para identificar indivíduos que conseguirão controlar seu peso por meio de dieta e exercícios. Além disso, durante uma dieta curta e intervenção de exercícios, as flutuações dos níveis de expressão de miRNAs de biomarcadores pré e pós-intervenção produziram alterações únicas de assinatura apenas nos indivíduos que continuaram a intervenção por um longo período de tempo e atingiram um peso corporal saudável. Assim, se implementado no início de um programa médico de perda de peso, pode permitir que o paciente tenha um tratamento individualizado e focado.

Uma grande barreira que impede o uso de miRNAs em intervenções de perda de peso é a incapacidade de quantificar com precisão os níveis de miR-140 e 935 em amostras de sangue. Para minimizar a contaminação de miRNA da lise de glóbulos vermelhos, a análise de miRNA deve ser realizada dentro de 30 minutos após a coleta de sangue. As tecnologias atuais de detecção e quantificação de miRNA levam horas/dias para quantificar miRNAs, requerem equipamentos volumosos e são caras. Além disso, os métodos atuais de detecção de miRNA não têm sensibilidade, amplitude de detecção e especificidade suficientes para análise de amostras clínicas. Para atender a essa necessidade, PI. Nawarathna desenvolveu recentemente um sensor de miRNA descartável altamente sensível que pode quantificar miRNAs em locais de atendimento em 15 minutos com um custo de ensaio de $ 50 por teste. No entanto, a eficácia do sensor de miRNA desenvolvido para quantificar com precisão as variações dos níveis de miRNA alvo (miR-140 e 935) pré e pós-dieta e intervenção com exercícios é desconhecida.

O objetivo do trabalho proposto é investigar a eficácia deste sensor de miRNA como um potencial dispositivo de diagnóstico no controle de peso. Se bem-sucedida, o impacto da pesquisa proposta é duplo: primeiro, desenvolvimento de um dispositivo de diagnóstico no ponto de atendimento (sensor de miRNA) para fornecer uma estratégia personalizada para controle de peso (dieta e exercícios ou cirurgia bariátrica) e segundo, capacidade para expandir imediatamente a detecção de miRNA para medir outros fatores que podem afetar o bem-estar geral (por exemplo: saúde mental e emocional, estresse e fadiga) e doenças (por exemplo: câncer, doenças cardiovasculares e outras). O objetivo da pesquisa proposta será alcançado seguindo este objetivo específico:

Objetivo: Investigar se o sensor de miRNA é capaz de identificar indivíduos que perderão peso consistentemente com dieta restrita em energia e intervenção com exercícios.

A pesquisa proposta desenvolverá um estudo piloto com indivíduos com excesso de peso como participantes. Os indivíduos participarão da intervenção de dieta e exercício por 12 semanas e a análise de miRNA será realizada em 3 pontos de tempo durante a intervenção (pré-meio-pós). Em seguida, investigaremos a eficácia do sensor.

A tecnologia do sensor de miRNA, uma vez totalmente desenvolvida, será semelhante a um monitor de glicose por picada no dedo. Uma vez disponíveis comercialmente, os sensores de miRNA podem ser adquiridos e usados ​​para aplicações de diagnóstico em clínicas ou autoteste em casa ou em clínicas e hospitais em áreas remotas e rurais. Portanto, os resultados irão avançar fundamentalmente como o método individualizado de controle de peso é selecionado. Por esta razão, esta pesquisa tem um impacto translacional positivo na saúde humana.