Исследователи из США разработали биосенсор, позволяющий диагностировать ранние стадии развития нейродегенеративных болезней, измеряя низкие концентрации белковых агрегатов в спинномозговой жидкости.

Нейродегенеративные заболевания с трудом поддаются точной диагностике на ранних стадиях, поскольку на ранних стадиях как синдрома Альцгеймера, так и болезни Паркинсона проявляются похожие симптомы.

Однако на клеточном уровне эти болезни различаются – синдром Альцгеймера связан с накоплением бета-амилоидных агрегатов, а болезнь Паркинсона – с повышением концентрации агрегатов альфа-синуклеинов, поэтому эти белки могут выступать в качестве биологических маркеров, позволяющих различить синдром Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Тем не менее, по словам Шалини Прасада (Shalini Prasad) существующие в настоящее время диагностические тесты не обладают достаточной чувствительностью для того, чтобы можно было различать белковые образования различной природы. Таким образом, целью исследования, руководителем которого был Прасад, была разработка метода, позволяющего различать агрегаты бета-амилоидов и альфа-синуклеинов при низких концентрациях.

Рис. 1. Микрочип биосенсора интегрирован с нанопористой
мембраной из оксида алюминия и коллектором из
полидиметилсилоксана. Сенсор определяет содержание тех
или иных белковых агрегатов в аналите за 15 минут (Рисунок из
Integr. Biol., DOI: 10.10396/c1ib00018g).

Биосенсор представляет собой печатную электронную схему, прикрытую пористой мембраной из оксида алюминия, к порам которой были привиты антитела, специфичные либо к агрегатам бета-амилоидов, либо к агрегатам альфа-синуклеинов. Введение образца спинномозговой жидкости в сенсор приводит к тому, что агрегаты связываются со специфичными антителами, изменяя электрическую емкость устройства, при этом изменение емкости оказывалось пропорционально концентрации агрегатов.

С помощью нового сенсора исследователи измерили концентрацию различных агрегатов в спинномозговой жидкости испытуемых, у которых классическими методами (аутопсия) были диагностированы синдром Альцгеймера или болезнь Паркинсона, или не страдающих от нейродегенеративных заболеваний. Было обнаружено, что сенсор позволяет определять различные протеиновые агрегаты в пробе, что, по словам исследователей, позволит проводить раннюю диагностику синдрома Альцгеймера и болезни Паркинсона.

Сет Лав (Seth Love) эксперт по внутриклеточным процессам, связанным с нейродегенеративными заболеваниями из Университета Бристоля заявляет, что новая методика представляет собой весьма многообещающий технологический подход к диагностике синдрома Альцгеймера и болезни Паркинсона. Тем не менее, он добавляет, что необходимо еще проверить, насколько успешно новая система может диагностировать соответствующие заболевания на ранних стадиях их развития, а не в образцах разбавленной спинномозговой жидкости, отобранной у пациентов с терминальной стадией нейродегенеративных заболеваний.

Прасад заявляет, что исследователи из его группы в настоящее время работают над новой усовершенствованной системой диагностики, которая сможет еще с большей степенью разрешения различать формы деменции, надеясь на проведение ее клинических испытаний.