microRNA-testning för identifiering av personlig viktkontroll

Fetma ökar exponentiellt i USA (USA), och över 160 miljoner amerikaner är antingen överviktiga eller feta. Ett kombinerat kost- och träningsprogram är det mest kostnadseffektiva alternativet för viktkontroll, men det finns en avsevärd interindividuell variation när det gäller att gå ner i vikt via denna metod, vilket gör många individer frustrerade och oförmögna att följa program under hela livslängden. Därför är oförmågan att identifiera de individer som sannolikt kommer att lyckas med kost och träning för viktkontroll en avgörande vägspärr för att behandla fetma. Nyligen genomförda studier har visat att betydande variation i viktminskningssvar på kost och träning delvis kan tillskrivas individuell epigenetisk makeup. Ett potentiellt tillvägagångssätt för att övervaka det epigenetiska svaret under viktminskningsinterventioner är små icke-kodande cirkulerande RNA, kallade mikroRNA (miRNA eller miR), i det cirkulerande blodet. Studier har visat att miR-140 och 935 skulle kunna användas som blodbiomarkörer för att identifiera individer som kommer att lyckas hantera sin vikt genom kost och träning. Dessutom, under en kort diet- och träningsintervention, har fluktuationer i uttrycksnivåer av biomarkör miRNA före och efter intervention producerat unika signaturförändringar endast hos de individer som fortsatte med interventionen under en längre tid och uppnådde en hälsosam kroppsvikt. Således, om det implementeras tidigt i ett medicinskt viktminskningsprogram kan det tillåta patienten att få en fokuserad individualiserad behandling.

En stor barriär som förhindrar användningen av miRNA vid viktminskningsinterventioner är oförmågan att exakt kvantifiera nivåerna av miR-140 och 935 i blodprover. För att minimera miRNA-kontaminationen från lysering av röda blodkroppar måste miRNA-analys utföras inom 30 minuter efter blodtagningen. Nuvarande miRNA-detektions- och kvantifieringstekniker tar timmar/dagar att kvantifiera miRNA, kräver skrymmande utrustning och är dyra. Dessutom har nuvarande miRNA-detektionsmetoder inte tillräcklig känslighet, detektionsspann och specificitet för klinisk provanalys. För att möta detta behov har PI. Nawarathna har nyligen utvecklat en mycket känslig engångs miRNA-sensor som kan kvantifiera miRNA i vårdcentraler inom 15 minuter med en analyskostnad på 50 USD per test. Effektiviteten hos den utvecklade miRNA-sensorn för att exakt kvantifiera variationerna av miRNA-målnivåer (miR-140 och 935) före och efter diet och träningsintervention är dock okänd.

Syftet med det föreslagna arbetet är att undersöka effektiviteten av denna miRNA-sensor som en potentiell diagnostisk enhet vid viktkontroll. Om den lyckas är effekten av den föreslagna forskningen tvåfaldig: för det första utveckling av en diagnostisk enhet (miRNA-sensor) för att tillhandahålla en personlig strategi för viktkontroll (diet och träning eller bariatrisk kirurgi) och för det andra, förmåga att omedelbart utöka miRNA-detektion för att mäta andra faktorer som kan påverka det övergripande välbefinnandet (t.ex. mental och emotionell hälsa, stress och trötthet) och sjukdomar (t.ex. cancer, hjärt-kärlsjukdomar och andra). Målet med den föreslagna forskningen kommer att uppnås genom att följa detta specifika mål:

Syfte: Att undersöka om miRNA-sensorn är kapabel att identifiera individer som konsekvent kommer att gå ner i vikt med energibegränsad kost och träningsintervention.

Den föreslagna forskningen kommer att utveckla en pilotstudie med överviktiga individer som deltagare. Försökspersonerna kommer att delta i diet- och träningsinterventionen i 12 veckor och miRNA-analys kommer att utföras vid 3 tidpunkter under interventionen (före mitten av posten). Vi kommer sedan att undersöka sensorns effektivitet.

MiRNA-sensorteknologin, när den väl utvecklats, kommer att likna en glukosmätare med fingerstick. När de är kommersiellt tillgängliga kan miRNA-sensorer köpas och användas för diagnostiska tillämpningar på kliniker eller självtestning i hemmet eller på kliniker och sjukhus i avlägsna och på landsbygden. Därför kommer resultaten i grunden att främja hur den individualiserade viktkontrollmetoden väljs. Av denna anledning har denna forskning en positiv translationell inverkan på människors hälsa.