"Översätta artikulära biomarkörer till diagnoser" (ARTBioSes)

Tidig diagnos är en nyckelfaktor för att förebygga och hantera reumatiska sjukdomar. Reumatiska sjukdomar diagnostiseras klassiskt utifrån kriterier som kombinerar kliniska, biologiska och radiologiska egenskaper. I upp till 20 % av fallen förblir dock diagnoser outtalade och underliggande reumatiska sjukdomar oklassificerade, vilket kan leda till försenad specifik behandling och ogynnsamma kliniska resultat. Dessutom kan konventionella metoder sakna sensitivitet och specificitet för tidig diagnos. Biologiska prover är attraktiva mål för tidig upptäckt av artikulär skada eftersom de möjliggör insamling av flera nivåer av information från kliniken och laboratoriet. Biologiska prover som oftast samlas in från patienter med reumatiska sjukdomar är ledvätska genom ledaspiration, blod genom venpunktion och vävnadsprover genom kirurgi. Utredarna antar att i utmanande situationer kan nya biomarkörer detekteras från ledvätska, blod eller artikulära vävnader med både konventionella (t.ex. histologi, immunodetektion, PCR) och innovativa (t.ex. Ramanspektroskopi, nanospektroskopi) laboratorietester kan hjälpa till att förfina diagnosen och bättre klassificera patienter med reumatiska sjukdomar.

Ledvätska består huvudsakligen av vatten, proteiner, proteoglykaner, glykosaminoglykaner, lipider, små oorganiska salter och metaboliter som aminosyror eller sockerarter. Enskilda ledvätskekomponenter kan ofta utföra flera funktioner. Till exempel bibehåller hyaluronsyra de komplexa viskoelastiska egenskaperna hos ledvätskor och reglerar den biologiska aktiviteten hos avancerade glykeringsslutprodukter, cytokiner och enzymer associerade med artros. Normal ledfunktion är beroende av status för ledvätskans sammansättning, särskilt med tanke på den stora interaktionen mellan de enskilda komponenterna. Även om konventionella laboratorietester har använts av reumatologer under de senaste 50 åren, ger de begränsade kvantitativa data och kan inte specifikt beskriva de biokemiska och kemiska förändringarna, såsom förändringar i proteinsammansättning och proteomisk profil som ledvätskor i artritiska leder genomgår. Mätningar som återspeglar hela ledvätskans kemiska, biologiska eller viskoelastiska profil kan vara intressanta ytterligare verktyg. Ett exempel på innovativ mätteknik är Raman-spektroskopi som kan användas för att upptäcka förändringar i ledvätska från patienter med reumatiska sjukdomar. Ramanbandets intensitetsförhållanden varierar avsevärt i spektra som samlats in från ledvätska hos patienter med radiologiska bevis på artrosskada. Förändringar av proteinets sekundära struktur skulle kunna användas som allmän markör för kemiska förändringar i ledvätska och att dessa förändringar kan associeras med radiografisk poängsättning av knäskada. Andra publikationer fokuserade på Raman-analysen av kristaller extraherade från ledvätskor. Vår grupp utvecklade Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) med användning av nanopartiklar som kan vara känsligare än konventionell Raman-spektroskopi för att karakterisera biovätskor, särskilt hela ledvätskan och dechiffrera specifika reumatiska sjukdomsspektrala signaturer.

Blodbiomarkörer har länge använts för diagnos och uppföljning av reumatiska sjukdomar. De är främst markörer för autoimmunitet, inflammation, brosknedbrytning eller benremodellering.

Artikulära vävnader inkluderar ledbrosk, ben, menisk, synovialmembran, fett, senor, ligament, muskler. De erhålls under operationen. Deras analys är värdefull för att karakterisera autoimmunitet, inflammation, brosknedbrytning eller benombyggnad lokal status och för att studera lokal aktivering av cellulära och molekylära vägar av intresse med hjälp av konventionella tekniker inom cellulär och molekylär biologi.