Zrozumienie metabolizmu tłuszczów może prowadzić do nowych metod leczenia zapalenia stawów
Powszechnie stosowane leki przeciwzapalne, takie jak ibuprofen, działają poprzez blokowanie pewnych szlaków chemicznych, które powodują ból stawów. Nie spowodują one jednak wyleczenia choroby i trzeba je przyjmować przez resztę życia. W związku z tym naukowcy stosują nowatorskie podejście, badając wpływ metabolizmu na te nieuleczalne choroby. „Lipidy (związki tłuszczowe) są ogólnie niedoceniane, ale w zapaleniu stawów są one czynnikiem aktywizującym stan zapalny, mając działanie pro- i przeciwzapalne”, wyjaśnia koordynator projektu ArthritisHeal Martin Giera, szef grupy Metabolomics w niderlandzkim Centrum na rzecz Proteomiki i Metabolomiki przy Centrum Medycznym Uniwersytetu w Lejdzie. „Przyjrzeliśmy się więc wpływowi tłuszczów na postęp choroby, aby zobaczyć, jaką rolę odgrywa metabolizm lipidów i czy zrozumienie tego może prowadzić do potencjalnego dostępu terapeutycznego do chorób takich jak reumatoidalne zapalenie stawów i choroba zwyrodnieniowa stawów”, mówi Giera. „Chodzi o to, aby mieć inne podejście do leczenia – takie jak normalizacja metabolizmu w celu przywrócenia równowagi układu biologicznego – a tym samym wyleczyć ludzi, zamiast uzależniać ich od dożywotniej supresji”. W projekt, przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”, zaangażowane były dwa tuziny naukowców na wczesnym etapie kariery oraz starsi badacze, od naukowców zajmujących się badaniami podstawowymi i badaczy pracujących nad modelami przedklinicznymi po klinicystów pracujących z pacjentami.
Wykorzystanie biomarkerów do zrozumienia roli lipidów
Przetestowano szereg biomarkerów lipidów przy użyciu różnych platform analitycznych. „Chcieliśmy dowiedzieć się, czy istnieje sygnatura lipidowa reumatoidalnego zapalenia stawów i choroby zwyrodnieniowej stawów oraz czy można je wykorzystać jako biomarkery”, zauważa Giera. W przypadku choroby zwyrodnieniowej stawów znaleziono sygnatury lipidowe w postaci nieparzystołańcuchowych kwasów tłuszczowych. „Bardzo mnie to zaskoczyło, ponieważ jest to specyficzny typ komórek stawu”, wyjaśnia Giera, dodając, że „uważa się, że te nieparzystołańcuchowe kwasy tłuszczowe są głównie pochodzenia mikrobiologicznego – pochodzą z pożywienia, takiego jak produkty mleczne”. „Testujemy enzymy istniejące w ludzkim ciele i wydaje się, że naprawdę istnieje różnica w tych nieparzystołańcuchowych kwasach tłuszczowych, o których nie pomyślałbym, że są wytwarzane w ludzkim ciele, a które mogą odgrywać rolę jako deskryptor choroby lub nawet jako mechanizm choroby”, stwierdza badacz.
Analiza próbek lipidów
Korzystając z zaawansowanych technologii, naukowcy, w ramach jednej analizy, monitorują około 1 500 lipidów z jednej próbki pobranej od pacjenta. Aby ocenić tak duże ilości informacji, zespół opracował oparte na bioinformatyce metody wizualizacji, które podkreślają różnice między typami komórek. „Bez tej wizualizacji nie znaleźlibyśmy go”, zauważa Giera, odnosząc się do nieparzystołańcuchowego kwasu tłuszczowego. Kolejnym kluczowym osiągnięciem była standaryzacja danych molekularnych lipidów generowanych w różnych laboratoriach, co jest ważne dla wymiany danych. „Musieliśmy upewnić się, że protokoły są solidne. Jeśli wynik za każdym razem jest inny, to wciąż odkrywamy koło na nowo”, wyjaśnia. Było to szczególnie ważne podczas pandemii COVID-19, ponieważ poszczególni badacze nie byli w stanie podróżować między laboratoriami, mimo że szkolenie naukowców było kluczowym elementem projektu. Zamiast tego materiały i próbki były przenoszone między laboratoriami. „Standaryzacja naszych narzędzi i technologii lipidowych może przynieść korzyści również innym projektom i pomóc w zwalczaniu innych chorób”, mówi Giera, wskazując jako przykład badania nad neurodegeneracją.
Nowe testy
Zespół projektu opracował również nowe testy lipidowe w celu zbadania sygnalizacji w komórkach odpornościowych. Dodatkowo, wykorzystując urządzenia do cytometrii przepływowej, które mierzą właściwości pojedynczych komórek, opracowano nowe testy mające na celu przewidywanie odpowiedzi na terapię u pacjentów z zapaleniem stawów. Dane dotyczące lipidów są obecnie analizowane na podstawie próbek od około 300 osób, które zostały poddane różnym testom. „Zmiany lipidowe, które znaleźliśmy w komórkach choroby zwyrodnieniowej stawów, są obiecujące pod kątem przyszłych interwencji, szczególnie w przypadku tego schorzenia”, zauważa Giera.
Słowa kluczowe
ArthritisHeal, zapalenie stawów, reumatoidalne zapalenie stawów, choroba zwyrodnieniowa stawów, metabolizm, lipidy, biomarkery
