Ученые Исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute), Флорида, разработали новый метод, способный обнаруживать присутствие иммунных молекул, характерных для болезни Альцгеймера, в образцах крови больных. Хотя полученные учеными данные носят пока предварительный характер, они предоставляют четкие доказательства того, что этот революционный метод может быть использован для разработки биомаркеров для целого ряда заболеваний.

Профессор Томас Кодадек
(Photo by James McEntee)

Исследование, проведенное под руководством профессора Томаса Кодадека (Thomas Kodadek), опубликовано в журнале Cell.

Для обнаружения антител-биомаркеров необходимы антигены – вещества, такие как белки вирусов или бактерий, стимулирующие иммунный ответ. Ранее не существовало способа выявить антитело (тип адресной иммунной молекулы) без знания антигена, вызывающего его выработку. Однако новое исследование опровергает традиционные взгляды и позволяет успешно обнаруживать признаки заболевания в образцах крови пациентов, используя вместо антигенов синтетические молекулы – пептоиды.

Эти синтетические соединения имеют много преимуществ – их можно легко модифицировать и быстро производить в относительно больших количествах при низкой себестоимости.

«Доктор Кодадек использовал новый подход для выявления антител-биомаркеров заболевания человека, который позволяет обойти традиционный, но трудный шаг по выявлению естественных антигенов или антигенных имитаций», – комментирует исследование доктор философии и медицины Джеймс Андерсон (James Anderson), директор Отдела координации, планирования и стратегических инициатив Национального института здравоохранения (National Institutes of Health) США, финансировавшего большую часть этой работы. «Результаты, описанные в статье, демонстрируют большие возможности этого подхода для быстрой разработки диагностических биомаркеров для целого ряда серьезных заболеваний».

«Это исследование кладет конец представлению о том, что единственным способом выявить потенциально полезное антитело в образце крови является использование специфического антигена», – говорит Кодадек. «Так как проблема выявления антигена оказалась очень трудной, мы решили изъять его из уравнения».

Для проверки концепции Кодадек и его коллеги использовали сравнительный скрининг комбинаторных библиотек синтетических молекул – пептоидов – против образцов сыворотки, полученных от мышей с заболеванием, аналогичным рассеянному склерозу человека, и от контрольных животных. Те синтетические молекулы, которые удерживали больше иммуноглобулинов G (IgG), главного типа антител, из образцов крови больных животных, были определены в качестве потенциальных агентов для связывания диагностически значимых молекул. Результаты проверки обнадеживали.

Адаптивная иммунная система считается богатым источником белковых биомаркеров, но для большого числа заболеваний значимые с диагностической точки зрения антитела остаются неизвестными. Частично это объясняется тем, что при многих заболеваниях остаются неизвестными антигены, вызывающие иммунный ответ. Мы представляем общий и объективный подход к выявлению полезных с диагностической точки зрения антител, позволяющий избежать идентификации антигена. Этот метод включает в себя сравнительный скрининг комбинаторных библиотек не существующих в природе синтетических молекул против образцов сыворотки, полученных при заболеваниях и в контроле. Определены и затем испытаны в качестве агентов для связывания диагностически значимых антител молекулы, которые удерживают гораздо больше IgG антител из образцов больных, чем из контрольных образцов. Полезность этого метода продемонстрирована на модели рассеянного склероза у мышей и посредством определения двух кандидатов-IgG биомаркеров для болезни Альцгеймера.
(Аннотация к статье в Cell)
(Рисунок: cell.com)

Затем исследователи перешли к образцам сыворотки шести пациентов с болезнью Альцгеймера, шести здоровых людей и шести пациентов с болезнью Паркинсона. Было идентифицировано три пептоида, которые связывали по меньшей мере в три раза больше IgG антител из всех шести образцов, полученных от пациентов с болезнью Альцгеймера, чем из любого контрольного образца или образцов, взятых у пациентов с болезнью Паркинсона. Результаты показали, что два из этих пептоидов связывали одни и те же IgG, в то время как третий связывал другие антитела, в результате чего ученые получили, по меньшей мере, две молекулы-кандидата на роль биомаркеров этого заболевания.

«Мы использовали пептоиды в качестве приманки для IgG антител», – объясняет Кодадек. «Некоторые из этих синтетических молекул узнают антиген-связывающие сайты специфичных для заболевания антител достаточно хорошо, чтобы извлечь их из образцов крови, хотя они почти наверняка не связывают их так же хорошо, как естественные антигены. Эта способность пептоидов должна помочь обойти необходимость обнаружения естественных антигенов».

Аннотация к статье Identification of Candidate IgG Biomarkers for Alzheimer's Disease via Combinatorial Library Screening