Тестирование микроРНК для идентификации индивидуального управления весом

Ожирение растет в геометрической прогрессии в Соединенных Штатах (США), и более 160 миллионов американцев имеют либо избыточный вес, либо страдают ожирением. Комбинированная программа диеты и упражнений является наиболее экономически эффективной альтернативой для контроля веса, но существует значительная межиндивидуальная вариабельность в снижении веса с помощью этого метода, что оставляет многих людей разочарованными и неспособными придерживаться программ на протяжении всей жизни. Таким образом, невозможность определить людей, которые, скорее всего, добьются успеха с помощью диеты и физических упражнений для контроля веса, является критическим препятствием на пути к лечению ожирения. Недавние исследования показали, что значительная вариабельность реакции потери веса на диету и физические упражнения может быть частично объяснена индивидуальной эпигенетической структурой. Одним из потенциальных подходов для мониторинга эпигенетического ответа во время вмешательств по снижению веса являются малые некодирующие циркулирующие РНК, называемые микроРНК (миРНК или миР), в циркулирующей крови. Исследования показали, что миР-140 и 935 можно использовать в качестве биомаркеров крови для выявления людей, которым удастся контролировать свой вес с помощью диеты и физических упражнений. Более того, во время короткой диеты и физических упражнений колебания уровней экспрессии биомаркеров микроРНК до и после вмешательства вызывали уникальные характерные изменения только у людей, которые продолжали вмешательство в течение длительного периода времени и достигли здоровой массы тела. Таким образом, если его внедрить на ранней стадии медицинской программы по снижению веса, это может позволить пациенту получить целенаправленное индивидуальное лечение.

Основным барьером, препятствующим использованию miRNAs в мероприятиях по снижению веса, является невозможность точного количественного определения уровней miR-140 и 935 в образцах крови. Чтобы свести к минимуму загрязнение миРНК от лизиса эритроцитов, анализ миРНК должен быть выполнен в течение 30 минут после забора крови. Современные технологии обнаружения и количественного определения микроРНК занимают часы/дни для количественного определения микроРНК, требуют громоздкого оборудования и являются дорогостоящими. Кроме того, современные методы обнаружения микроРНК не обладают достаточной чувствительностью, диапазоном обнаружения и специфичностью для анализа клинических образцов. Чтобы удовлетворить эту потребность, PI. Компания Nawarathna недавно разработала высокочувствительный одноразовый сенсор микроРНК, который может количественно определять микроРНК в условиях оказания медицинской помощи в течение 15 минут при стоимости анализа 50 долларов США за тест. Тем не менее, эффективность разработанного сенсора микроРНК для точной количественной оценки изменений целевых уровней микроРНК (миР-140 и 935) до и после диеты и физических упражнений неизвестна.

Целью предлагаемой работы является исследование эффективности этого датчика микроРНК в качестве потенциального диагностического устройства для управления весом. В случае успеха предложенное исследование имеет двоякий эффект: во-первых, разработка диагностического устройства для оказания медицинской помощи (датчик миРНК) для обеспечения индивидуальной стратегии управления весом (диета и физические упражнения или бариатрическая хирургия), а во-вторых, возможность немедленно расширить обнаружение микроРНК для измерения других факторов, которые могут повлиять на общее самочувствие (например, психическое и эмоциональное здоровье, стресс и усталость) и заболеваний (например, рака, сердечно-сосудистых заболеваний и других). Цель предлагаемого исследования будет достигнута путем следования этой конкретной цели:

Цель: выяснить, способен ли датчик микроРНК идентифицировать людей, которые будут постоянно терять вес с помощью диеты с ограничением энергии и вмешательства в физические упражнения.

Предлагаемое исследование разработает пилотное исследование с участием людей с избыточным весом. Субъекты будут участвовать в диете и вмешательстве с физическими упражнениями в течение 12 недель, а анализ микроРНК будет выполняться в 3 временных точках во время вмешательства (до середины и после). Затем мы исследуем эффективность датчика.

Когда технология датчика микроРНК будет полностью разработана, она будет похожа на монитор уровня глюкозы из пальца. Когда датчики микроРНК появятся в продаже, их можно будет приобрести и использовать для диагностики в клиниках или для самотестирования дома или в отдаленных и сельских клиниках и больницах. Таким образом, результаты существенно улучшат выбор индивидуального метода управления весом. По этой причине это исследование оказывает положительное трансляционное влияние на здоровье человека.