Studiet, offentliggjort online den 19. februar i tidsskriftet Videnskab fremskridt , udvider den tilsvarende forfatter Zheng's arbejde, som tidligere har demonstreret brugen af nanopartikler til målrettet levering af kræftmedicin og bedre forståelse af nyresygdom.
"Vores mål er at gøre det enkelt for familielæger let at fange leverskade tidligere. Hvis de kan opdage og behandle en sådan skade tidligere, patienten har en bedre chance for hurtigere restitution, "sagde Zheng, professor i kemi og biokemi og Cecil H. og Ida Green professor i systembiologisk videnskab på Institut for Naturvidenskab og Matematik.
Guldstandarden for overvågning og diagnosticering af leversygdom er en leverbiopsi, som er invasiv og kan være smertefuld eller forårsage komplikationer. I kliniske rammer, læger kan også overvåge leverfunktionen noninvasivt med tests, der registrerer niveauer af visse enzymer og proteiner i blodet, såsom alaninaminotransferase (ALAT) og aspartataminotransferase (ASAT), som frigives af leverceller, eller hepatocytter når orgelet er beskadiget.
"Konventionelle blodbiomarkører som ALT og ASAT frigives, når hepatocytter dør - skaden er allerede sket, "Zheng sagde." En anden ulempe ved disse tests er, at andre faktorer, såsom betændelse, kan få disse biomarkører til at være unormalt høje. På grund af dette, i mange tilfælde, læger må ikke gribe ind med det samme. Det skaber et problem, fordi det kan forsinke opdagelse og behandling af leverskade. "
I undersøgelsen, som blev udført hos mus, Zheng og hans kolleger fokuserede på et kemikalie kaldet glutathion, som er hovedantioxidanten produceret af leveren. Den konstante frigivelse, eller efflux, af glutathion fra hepatocytter hjælper med at opretholde afgiftningsfunktionen i en sund lever. Når leveren er beskadiget, imidlertid, glutathionproduktion er blokeret.
"Glutathionudtømning har vist sig stærkt at korrelere med en øget risiko for mange leversygdomme, herunder lægemiddelinduceret leverskade, alkoholrelaterede og ikke-alkoholiske fede leversygdomme, leverfibrose og skrumpelever, "Sagde Zheng." Folk har studeret glutathion i årtier, men det er ikke let at overvåge ikke -invasivt. "
Ikke -invasiv overvågning af glutathion har vist sig at være vanskelig, fordi biomolekylet fortyndes næsten tre størrelsesordener, når det kommer ind i blodbanen, og det forbruges hurtigt af andre organer og ryddes hurtigt af nyrerne.
Zheng og hans kolleger kombinerede deres ekspertise med guld nanopartikler med opførsel af glutathion for at udvikle deres nanoprobe til akut leverskade, som de derefter testede i mus. De begyndte med kemisk at forbinde - eller konjugere - på guldnanopartikler et organisk fluorescerende farvestof kaldet indocyaningrønt (ICG), som har udbredt klinisk anvendelse.
"På grund af denne bøjning, ICG -molekylerne fluorescerer ikke. Guldnanopartiklerne bærer farvestoffet specifikt til leveren. Det skønne ved dette arbejde er, at sonden selektivt kan aktiveres i leveren ved høj specificitet, "Sagde Zheng.
Forskerne injicerede konjugerede guldnanopartikler i mus, der havde fået en overdreven dosis acetaminophen (APAP). Overdosering af acetaminophen, også kendt under varemærket Tylenol, er en af de mest almindelige årsager til lægemiddelinduceret leverskade og den mest almindelige årsag til akut leversvigt i USA
Når nanopartiklerne nåede en del af leveren kaldet sinusformet, glutathionmolekyler slog ICG -molekyler ud af guldnanopartiklerne og tog deres plads.
"Husk, når leverceller er skadet, glutathionudstrømning reduceres betydeligt; derfor, du har færre glutathion og flere ICG -molekyler tilbage på guldpartiklernes overflader, "Sagde Zheng.
Guldnanopartiklerne vendte ret hurtigt tilbage til blodbanen. Inden for cirka en halv time, forskerne var i stand til at opdage glutathionudtømning i en lille mængde blod.
"En simpel blodprøve viser, hvor meget ICG der er tilbage på overfladen af guldpartiklerne, "Sagde Zheng." Jo mere ICG der er tilbage, den mindre glutathion i leveren, som direkte korrelerer med leverskader. Vores partikel var i stand til at detektere overdosis APAP med 93% nøjagtighed, som er meget høj. Og det er på et tidspunkt, der er meget tidligere, end traditionelle biomarkører kan opdage. "
Dr. William Lee, professor i intern medicin ved UT Southwestern Medical Center, er medforfatter af undersøgelsen og en af verdens førende eksperter på akut leversvigt og acetaminophentoksicitet i leveren. Lee har været stedundersøger for fire netværk sponsoreret af National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK):Hepatitis C Antiviral Long-Term Treatment Against Cirrhosis (HALT-C) Trial, undersøgelsesgruppen for akut leversvigt, det narkotikainducerede leverskadesnetværk og Hepatitis B Research Network.
"Glutathion -flux er kernen i acetaminophens metabolisme, og Dr. Zhengs nye metode til sporing af glutathion er et stort skridt fremad i vores evne til at forstå og forhindre acetaminophentoksicitet, "Sagde Lee.
Dr. Neil Kaplowitz, professor i medicin og chef for gastroenterologi og leversygdomme ved Keck School of Medicine ved University of Southern California, der ikke var involveret i undersøgelsen, sagde:"Studieforfatterne udviklede en ny tilgang til dynamisk vurdering af glutathions status i leverens sinusoider. Deres teknologiske fremskridt viser, at de kan forestille sinusformet blodglutathion eller måle denne indikator for sinusformet plasmaglutathion specifikt i opsamlet perifert blod, som præcist afspejler mængden af glutathion i leverceller. "
Mens den nuværende undersøgelse var fokuseret på lægemiddelinduceret, akut leverskade, Zheng sagde, at fremtidigt arbejde yderligere vil uddybe den grundlæggende forståelse af lever-nanopartikelinteraktioner, fortsætte med at forbedre testens følsomhed og nøjagtighed, og udvide teknologien til også at hjælpe med at opdage kronisk leverskade. Han sagde, at forskningen er en spændende forlængelse af hans tidligere bestræbelser på at udvikle nanomediciner, der let fjernes fra kroppen.
"Jeg tilbragte meget af min karriere med at udvikle nanomediciner, der kunne adskilles til behandling af sygdomme som kræft eller nyresygdom, og denne nye forskning er et stort gennembrud, "Zheng sagde." Vi tror, at vores nye arbejde kan føre til en let nanomedicin, der kan hjælpe med at opdage leverskade meget tidligere med en simpel blodprøve, og det kunne hjælpe mange mennesker. "
Opdagelse af 100 nye gener kan hjælpe forskning i pigmenteringssygdomme
En ny undersøgelse ledet af forskere fra Kings College London og Erasmus MC University Medical Center Rotterdam har afdækket 124 gener, der spiller en nøglerolle i bestemmelsen af farven på menneske
Mænd, der spiser yoghurt to gange om ugen, er mindre tilbøjelige til at udvikle tarmkræft
Ny forskning har afsløret, at mænd, der spiser to eller flere portioner yoghurt om ugen, kan reducere deres risiko for at udvikle kræft før kræft, der kan føre til tarmkræft. Hvis resultaterne kan gen
Plantebaseret kost kan helbrede din leddegigt
Ifølge den seneste anmeldelse, vedtagelse af en plantebaseret kost kunne godt lindre de hævede led og smerter ved leddegigt (RA). RA har autoimmun oprindelse, en smertefuld ledforstyrrelse forårsage
