Váčky v krvi mohou pomoci odhalit onemocnění mozku

27. 05. 2022

Pro sledování vzniku a vývoje nemocí nebo účinnosti léčby jsou nezbytné ukazatele, které odráží stav postižení tkání a jsou zároveň snadno dostupné. Vědcům z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR se podařilo z krve izolovat malé částice, které jsou schopné nést informaci o neurodegenerativním onemocnění – Huntingtonově chorobě. Další výzkum složení těchto částic může pomoci odhalovat poškození jinak nedostupných orgánů, včetně mozku.

Mozek je řídící jednotkou nervové soustavy a jeho poškození mívá velmi vážné následky. Zároveň je obtížné přímo sledovat složení mozkové tkáně během života jedince, protože je to orgán v podstatě nedostupný pro biopsie.

Vědcům z Centra Pigmod Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově, kteří se dlouhodobě zabývají výzkumem závažných onemocnění mozku, se podařilo izolovat a popsat malé váčky, které jsou snadno získatelné z krve a mohou nést informaci o postižení mozkové tkáně.

Malé váčky z krve mohou nést informaci o stavu vzdálených orgánů

„Přišli jsme na to, že v malých váčcích z krve, tzv. extracelulárních váčcích či exosomech, je přítomen huntingtin, tedy bílkovina, jejíž mutace je příčinou Huntingtonovy nemoci,“ popisuje výsledky práce vedoucí týmu Helena Kupcová Skalníková z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. „Celkové množství huntingtinu ve váčcích je vyšší u prasečích modelů pacientů s Huntingtonovou nemocí v porovnání se zdravými kontrolními jedinci. Navíc byly rozpoznány specifické formy mutovaného huntingtinu, které se u zdravých jedinců nenacházely,“ dodává vědkyně.

V posledních letech se extracelulární váčky staly objektem velkého zájmu výzkumníků – právě proto, že se dají poměrně snadno získat z krve či jiných tělních tekutin a že obsahují různé molekuly včetně RNA či bílkovin, které by mohly být využity k diagnostice různých onemocnění.

„Můžeme si to představit, jako by se malinkaté kousíčky nemocné tkáně ze vzdálených a těžko dostupných orgánů dostaly do krve a z odběru krve, bez nutnosti biopsií daných orgánů, by šlo vyšetřit tuto nemocnou tkáň a zjistit či sledovat průběh a účinnost léčby např. neurodegenerativních nemocí či jiných onemocnění, včetně nádorových,“ vysvětluje potenciální význam váčků Helena Kupcová Skalníková.

Dlouhá cesta k opravdovým biomarkerům

Práce vědců Centra Pigmod je však teprve na úplném začátku. K využití extracelulárních váčků jako zdroje biomarkerů neurodegenerativních onemocnění vede ještě dlouhá cesta. Jedním z předpokladů je úspěšný základní výzkum molekulárního složení těchto částic. Díky tomu, že se vědcům podařilo do laboratoře zavést metody pro izolaci a charakterizaci váčků z krve, mohou je dále využít k hledání dalších molekul (vedle samotného huntingtinu), které by mohly odrážet vývoj nemoci a účinnost léčby. Při práci s extracelulárními váčky se však vědci museli vypořádat s tím, že se jich dá z krve získat jen velmi malé množství a obtížně se s nimi pracuje, protože nejsou vidět a běžné techniky je neodhalí.

„Možná to zní jednoduše, ale technicky je práce s váčky velmi složitá. Představte si, že deset hodin s něčím pracujete a na závěr vlastně vůbec nevíte, zda ve vzorcích vámi sledované částice opravdu máte. Váčky jsou totiž tak malé, že nejsou vidět ani ve světelném mikroskopu a je jich tak málo, že zkumavka s nimi se jeví jako zcela prázdná,“ popisuje úskalí práce s extracelulárními váčky Helena Kupcová Skalníková. „Díky spolupráci s Ústavem experimentální medicíny AV ČR a s Vysokou školou chemicko-technologickou jsme však měli přístup ke speciálním technikám pro detekci nanočástic, které nám umožnily určit počet a velikost vyizolovaných váčků,“ doplňuje vědkyně.

Vědci nyní pracují na analýzách molekulárního složení váčků a porovnávají jejich obsah mezi miniprasaty nesoucími gen pro mutovaný huntingtin jako příčinu Huntingtonovy nemoci, a kontrolními jedinci. Zároveň ve spolupráci s Neurologickou klinikou a Centrem klinických neurověd 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Všeobecné fakultní nemocnice analyzují složení váčků izolovaných z krevní plazmy pacientů s Huntingtonovou nemocí a kontrolních osob.

„Naše výsledky prokázaly, že extracelulární váčky nesou informaci o Huntingtonově nemoci. Pokud se podaří nalézt další molekuly, které specificky odrážejí poškození tkání, mohlo by to pomoci urychlit vývoj nových terapií a usnadnit sledování jejich účinnosti,“ vyzdvihuje potenciál extracelulárních váčků Helena Kupcová Skalníková.

Huntingtonova choroba je vzácné dědičné dosud neléčitelné neurodegenerativní onemocnění mozku, které postihuje osm lidí ze 100 000 lidí. Projevuje se charakteristickými trhavými pohyby končetin a celého těla, které postupně přecházejí až v úplné ochrnutí svalstva. Poruchy hybnosti bývají doprovázeny poruchami chování a snížením intelektuálních schopností. Zrádnost onemocnění spočívá v jeho postupném a nezvratném rozvoji, zpravidla až v období dospělosti, okolo 40 roku života. Zároveň se jedná o onemocnění autosomálně dědičné, což znamená, že když se v rodině „objeví“ poprvé, nepotýká se s diagnózou jen pacient sám, ale i jeho děti, které mají 50% pravděpodobnost, že nemoc zdědily.

Publikace:

https://doi.org/10.3390/ijms23105598

Kontakt:

Helena Kupcová Skalníková
Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR
skalnikova@iapg.cas.cz
+420 315 639 581

TZ ke stažení