Wykorzystanie nanotechnologii na potrzeby diagnostyki chorób neurodegeneracyjnych
Neurodegeneracja to poważny problem zdrowotny w Europie. Miliony osób cierpią z powodu demencji lub choroby Alzheimera. Choroby te najczęściej mają powolny przebieg, lecz ich wpływ na pacjentów i ich rodziny jest ogromny. Jako że nie istnieje lekarstwo na zniszczenia spowodowane neurodegeneracją, wczesne diagnozowanie jest jedynym sposobem na spowolnienie jej postępów. Diagnostyka medyczna przechodzi obecnie rewolucyjne zmiany w związku z szybkimi postępami w odkrywaniu biomarkerów molekularnych. Użycie nieinwazyjnych metod wykrywania biomarkerów neurodegeneracji znacznie polepszy wyniki leczenia pacjentów. Głównym celem finansowanego przez UE projektu NADINE (Nanosystems for the early diagnosis of neurodegenerative diseases) było wygenerowanie narzędzi diagnostycznych do określania początków chorób neurodegeneracyjnych. Główna koncepcja polegała na stworzeniu systemu do wykrywania biomarkerów neurodegeneracji w próbkach krwi lub surowicy o małej objętości. Było to trudne wyzwanie, jeżeli weźmie się pod uwagę niskie stężenie tych markerów na wczesnych etapach neurodegeneracji. Naukowcy użyli technik miniaturyzacyjnych i stworzyli nowatorskie nanotechnologie w połączeniu z zaawansowanymi protokołami biochemicznymi. Aby osiągnąć wymaganą czułość, wygenerowano nowatorskie nanocząstki magnetyczne ze specjalnie dostosowanymi przeciwciałami oraz dostosowano protokół testowy do bazującego na immunoprecypitacji etapu wzbogacania. Markery w próbkach wzbogaconych wykrywano dzięki czterem różnym technologiom, tj. mikromacierzom fluorescencyjnym, spektrometrii mas, macierzy mikrokropelkowej i testom elektrochemicznym. Członkowie konsorcjum wytworzyli też mikrourządzenia z materiałów polimerowych, które zawierały fluidyczne elementy kontrolne i działały w oparciu o zaawansowane oprogramowanie. Przy walidacji urządzenia prototypowego używano próbek nieklinicznych i klinicznych, a wyniki wykazały diagnostycznie odpowiednią granicę wykrywania. System NADINE pozwala rozróżniać różne grupy diagnostyczne, jednocześnie dostarczając wyników szybko, tanio i przy użyciu niższych objętości próbek. Reasumując, metoda NADINE korzysta z zaawansowanej biochemii w połączeniu z nanotechnologią w celu uzyskania medycznych narzędzi diagnostycznych nowej generacji. Powinno to wpłynąć na badania i wiedzę dotyczącą chorób neurodegeneracyjnych, co pozwoli na projektowanie nowatorskich środków terapeutycznych.
Słowa kluczowe
Choroba neurodegeneracyjna, nanotechnologia, biomarkery, mikrotest, spektrometria mas