집속 초음파 기술로 신경퇴행성 장애 바이오마커 공개

[아름이]

집속 초음파 기술로 신경퇴행성 장애 바이오마커 공개
날짜:
2023년 1월 31일
원천:
세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교
요약:
새로운 연구에 따르면 마우스 모델에서 집중 초음파 매개 액체 생검을 사용하면 개입하지 않을 때보다 혈액에 더 많은 타우 단백질과 다른 바이오마커가 방출되는 것으로 나타났습니다. 이 비침습적 방법은 신경퇴행성 질환의 진단을 용이하게 할 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

알츠하이머병을 포함한 몇 가지 진행성 신경퇴행성 장애는 뇌에 타우 단백질이 있는 것으로 정의됩니다. 연구자들은 치료법을 개발하기 위해 이러한 타우 단백질의 배후에 있는 메커니즘을 규명하려고 노력하고 있지만, 혈액에서 바이오마커를 탐지하려는 그들의 노력은 보호하는 혈액-뇌 장벽에 의해 방해를 받았습니다.

세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교에서 McKelvey 공과대학의 생명 공학 부교수이자 의과 대학의 방사선 종양학 부교수인 Hong Chen 연구실의 새로운 연구에서 공동 연구자들은 집속 초음파 매개 액체 생검을 사용하는 것을 발견했습니다. 마우스 모델에서 개입하지 않은 것보다 혈액에 더 많은 타우 단백질과 다른 바이오마커를 방출했습니다. 이 비침습적 방법은 신경퇴행성 질환의 진단을 용이하게 할 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

sonobiopsy로 알려진 이 방법은 집속 초음파를 사용하여 뇌의 정확한 위치를 목표로 합니다. 일단 위치를 찾으면 연구원들은 초음파 표적 조직과 맥동으로 이동하는 혈액에 미세 기포를 주입하여 혈액-뇌 장벽을 안전하게 엽니다. 임시 개구부를 통해 신경퇴행성 장애를 나타내는 타우 단백질 및 신경필라멘트 경쇄 단백질(NfL)과 같은 바이오마커가 혈뇌 장벽을 통과하여 혈액으로 방출될 수 있습니다.

Chen은 의과 대학의 Mallinckrodt Radiology Institute of Radiology(MIR)의 방사선과 조교수이자 공동 선임 저자인 Arash Nazeri, MD와 팀을 이루었습니다. 그들은 MIR의 방사선과 교수이자 신경 외과 및 생물학 및 생물학 교수인 Tammie LS Benzinger, MD, PhD와 협력했습니다. Eric Leuthardt, MD, 의과대학 신경외과 교수 및 McKelvey Engineering의 생의학 공학 교수; 올해 초 워싱턴 대학교에서 생물 의학 공학 박사 학위를 취득한 제1저자인 Christopher Pham Pacia; Chen 연구실의 연구 과학자 Jinyun Yuan; Chen 연구실의 연구 기술자 Yimei Yue.

집속 초음파 매개 액체 생검을 통해 신경퇴행성 질환의 비침습적 표적 진단 및 모니터링을 위한 첫 번째 문을 연 연구 결과가 Radiology 1월 31일자에 발표되었습니다.

Chen, Leuthardt, Pacia 및 기타 협력자들은 수년 동안 전임상 모델에서 인간 뇌암에 대한 바이오마커로 초음파 생검 기술에 대해 연구해 왔습니다. 신경퇴행성 장애에 대한 바이오마커를 검출하는 데 사용되는 다른 액체 생검 방법은 단백질 방출 위치에 대한 해부학적 정보 부족, 유체로부터의 빠른 제거 및 혈액-뇌 장벽에 의한 여과 과정을 포함하여 여러 가지 문제가 있습니다. Chen은 초음파 생검이 이러한 문제와 다른 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가진 새로운 기술이라고 말했습니다.

새로운 연구에서 팀은 먼저 뇌에 비정상적인 타우 단백질 또는 타우병증이 있는 어린 쥐로부터 혈액 샘플을 채취하여 초음파 생검 또는 가짜 치료를 받았습니다. 그들은 sonobiopsy가 sonobiopsy를하지 않은 대조군 마우스 그룹과 비교하여 정상화 된 인산화 pTau-181 tau 단백질 수준에서 1.7 배 증가하고 정상화 된 pTau-231에서 1.4 배 증가한다는 것을 발견했습니다. 후속 연구에서는 타우병증 모델의 초기 신경퇴행성 단계에서 해마나 대뇌피질 중 하나를 표적으로 삼아 표적 초음파생검을 시행하고 초음파생검 전후 혈액 샘플을 채취했다. 표적 초음파 생검은 대조군에 비해 처리된 마우스에서 신경퇴행성 질환에 대한 이차 바이오마커인 NfL 단백질이 2.3배 증가하는 결과를 낳았습니다.

"우리의 개념 증명 연구에서 우리는 초음파 생검이 혈뇌 장벽을 열어서 인산화된 타우 종과 NfL을 혈류로 방출할 수 있는지 여부를 결정하려고 했습니다."라고 Chen은 말했습니다. "이 시연은 신경퇴행성 질환에 대한 비침습적 진단을 위해 초음파생검이 pTau 단백질과 신경퇴행의 2차 표지자의 혈류로의 방출을 상당히 향상시켰다는 것을 보여주었습니다."

Nazeri는 알츠하이머병과 같은 타우병은 뇌종양과 유사하다고 말했다.

Nazeri는 "뇌종양의 행동과 치료 반응은 그들이 품고 있는 특정 돌연변이에 의해 결정되지만 타우 단백질은 인산화 패턴과 다른 번역 후 변형에서 큰 이질성을 보여줍니다."라고 말했습니다. "현재 PET 이미징과 최근에 개발된 혈장 바이오마커는 초기 단계에서도 타우병을 감지하는 데 민감합니다. Sonobiopsy는 잠재적으로 알츠하이머병 및 기타 타우병 환자의 맞춤형 치료를 위해 뇌에 존재하는 타우 단백질의 특정 변종을 추가로 특성화하는 역할을 할 수 있습니다. "

앞으로 연구팀은 초음파 생체검사가 혈장 바이오마커에 미치는 정성적 효과를 조사하고 집속 ​​초음파 매개변수의 효과를 특성화하고 최적의 채혈 시간을 결정하는 것은 물론 더 큰 뇌 유래 단백질 바이오마커를 방출하기 위해 초음파생검을 적용할 수 있는 방법을 결정할 것입니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/