Gesundheit

Forscher führen Metabolit-Analyse von ALS-Patienten Blutplasma

High-throughput-Analyse von Blutplasma könnte Hilfe bei der Identifizierung von diagnostischen und prognostischen Biomarkern für die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), entsprechend Forschung von der Universität von North Carolina. Die Arbeit wirft ein weiteres Licht auf einen Berufsweg im Krankheitsverlauf und wird angezeigt, um auszuschließen, eine Umwelt-neurotoxin als eine Rolle spielen bei der ALS.

Die ALS ist eine progressive neurodegenerative Erkrankung, die die Ursache für eine Verschlechterung der Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark. Derzeit werden Behandlungen behindert durch einen Mangel an definitiven Ziele, einen diagnostischen Prozess, der oft dauert es über ein Jahr dauern und unzureichend und subjektive Methoden für die überwachung der progression.

„Eine frühzeitige Diagnose ist wichtig, aber wir sind in der entsetzlichen Notwendigkeit der quantitative Marker für die überwachung der Entwicklung und die Wirksamkeit der therapeutischen intervention,“ sagt Michael Bereman, außerordentlicher professor von biologischen Wissenschaften an der NC State und entsprechenden Autor der ein Papier beschreibt die Arbeit. „Da Störungen im Stoffwechsel sind die typischen Merkmale der ALS, wollten wir untersuchen, Stoffwechsel-Marker als einen Weg, für biomarker-Entdeckung.“

Bereman, mit Kollegen aus der NC State und Australiens Macquarie University, nahm Blut-plasma-Proben für 134 der ALS-Patienten und 118 gesunden Personen von der Macquarie University MND Biobank. Sie verwendeten chip-basierte Kapillar-Zonen-Elektrophorese gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie zu identifizieren und zu analysieren, Blut-plasma-Metaboliten in den Proben. Diese Methode schnell bricht das plasma in seine molekularen Komponenten, die dann identifiziert durch Ihre Masse. Die Forscher entwickelten zwei computer-algorithmen: eine separate gesunden und ALS Proben und die anderen voraussagen, die progression der Krankheit.

Die wichtigsten Stoffwechsel-Markern assoziiert wurden mit Muskel-Aktivität: erhöhte Werte von Kreatin, die aids-Muskel-Bewegung, und verringerte Niveaus von Kreatinin und methylhistidine, die Nebenprodukte der Aktivität der Muskeln und Abbau. Kreatin war 49% erhöht bei ALS-Patienten, während Kreatinin und methylhistindine sank um 20% und 24%, beziehungsweise. Darüber hinaus werden das Verhältnis von Kreatin versus Kreatinin erhöht 370% in der männlichen und 200% in der weiblichen, ALS-Patienten.

Durch maschinelles lernen, algorithmen, die Sie schuf, waren dann in der Lage, sowohl einzelne gesunde Teilnehmer von ALS-Patienten und die Vorhersage der progression der Erkrankung. Die Modelle produziert Ergebnisse, sowohl für die Sensitivität (Fähigkeit zur Erkennung von Krankheiten) und Spezifität (Fähigkeit zum erkennen von Personen ohne Krankheit). Die Krankheit-Abfragung Modell durchgeführt, bei der 80% Sensitivität und 78% Spezifität, und die progression-Modell durchgeführt, bei 74% Sensitivität und 87% Spezifität.

„Kreatin-Mangel allein scheint nicht zu einem problem—unsere Ergebnisse bestätigen, dass die Kreatin-kinase-Signalweg der zellulären Energie-Produktion, bekannt zu werden verändert in ALS ist nicht so gut funktioniert, wie es sollte,“ Bereman sagt.

„Diese Ergebnisse sind starke Indizien dafür, dass ein panel der plasma-Metaboliten verwendet werden könnten, sowohl für die Diagnose als auch zur überwachung von Krankheitsverlauf“, sagt Gilles Guillemin, professor für Neurowissenschaften an der Macquarie University und co-Autor des Papiers. „Unsere nächsten Schritte wird es sein, zu prüfen, diese Markierungen im Laufe der Zeit innerhalb der gleichen Patienten.“