W IChF PAN opracowano tanią i szybką metodę wykrywania neuroprzekaźników

Badania w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie prowadził zespół pod kierunkiem prof. Martina Jönsson-Niedziółki – poinformował Instytut w przesłanym PAP komunikacie.

– Dążymy do tego, żeby wykrywać neuroprzekaźniki w jak najniższych stężeniach i bez dodatkowego przygotowania próbki – opowiada autorka pracy opublikowanej w Analytical Chemistry, mgr Magdalena Kundys-Siedlecka, cytowana w komunikacie. – W pracy, którą właśnie opublikowaliśmy, udowodniłam, że w mysim serum (czyli krwi bez czerwonych krwinek) potrafię wykryć serotoninę w stężeniu tak niskim, jakie można znaleźć fizjologicznie.

Serotonina nazywana bywa hormonem szczęścia, zasadne wydało się zatem pytanie, czy chodziło o stężenie u myszy szczęśliwych czy nieszczęśliwych?
– Wydaje mi się, że badane przez nas myszy były takie… zwyczajne – uśmiecha się szef pracowni, prof. Martin Jönsson-Niedziółka – ani szczęśliwe, ani nieszczęśliwe, a poziom serotoniny u nich – statystycznie wyrównany.

Skąd pomysł na taką metodę? – Po pierwsze chcieliśmy wykrywać wiele neuroprzekaźników równocześnie, w tej samej próbce. Po drugie – w niskich, fizjologicznych stężeniach, co pozwoliłoby wcześnie wykryć ewentualną chorobę. Po trzecie – w jak najmniej przetworzonej próbce: pobrać krew, ślinę, albo np. płyn mózgowo-rdzeniowy i bez dodatkowych przygotowań te neuroprzekaźniki tam ujawnić – tłumaczy Magdalena Kundys.

Jak przypominają badacze, mówi się np., że choroba Alzheimera jest wywoływana przez niedobór dopaminy w konkretnych rejonach mózgu. Ale – jak zwrócono uwagę w komunikacie – w rzeczywistości mechanizmy chorobowe są dużo bardziej skomplikowane.

„Zwykle nie decyduje nadmiar lub niedobór tylko jednego neuroprzekaźnika, lecz raczej niewłaściwa ich mieszanina. Jeśli uda się dowiedzieć, jakie są stężenia różnych związków w jednej próbce, pobranej w tym samym momencie, z tego samego miejsca, można o wiele precyzyjniej wypowiadać się o tym, co tak naprawdę jest przyczyną takich czy innych objawów chorobowych” – wyjaśniono w komunikacie.

Jak udało się tego dokonać naukowcom z IChF PAN? Kluczem jest wirowanie próbki na elektrodzie. Dzięki temu wymuszany jest szybszy transport masy.
– Zwiększamy wielokrotnie wydajność reakcji i przyspieszamy pomiar. Limit detekcji jest ekstremalnie niski – mówi Kundys-Siedlecka. – Jesteśmy przy tym w stanie wykryć wszystkie neuroprzekaźniki, które są elektrochemicznie aktywne, czyli podlegają procesom utleniania i redukcji. Ja pokazuję, jak jednocześnie oznaczać dwa z nich: dopaminę i serotoninę. Muszę dodać, że dopaminę identyfikujemy bez pudła, choć jest bardzo podobna do innych: adrenaliny, noradrenaliny i jeszcze paru katecholamin – uśmiecha się badaczka.

Zdaniem naukowców te działania można by porównać do szukania trawy w trawie. „Próbka jest wielką łąką, a my chcemy na niej znaleźć, powiedzmy, kłosownicę wśród turówki. I to się udaje! To możliwe tylko dzięki dobrze zmodyfikowanym elektrodom, które odseparowują sygnały od różnych neuroprzekaźników” – opisano w komunikacie.

Jak przy tym zaznaczono, pomiar we krwi pozwala tylko na bardzo przybliżone określenie stężeń. Przecież wiadomo, że neuroprzekaźniki są wydzielane w różnych obszarach mózgu, a także poza mózgiem. Np. jeśli dany neuroprzekaźnik jest wydzielany w nerkach, to jego stężenie w moczu będzie inne niż we krwi czy łzach.

– W kolejnym etapie badań chcielibyśmy sprawdzić, czy nasza metoda tak samo precyzyjnie wykrywa neuroprzekaźniki we krwi człowieka, jak robi to u myszy – zapowiada Kundys-Siedlecka. – Jeśli to się potwierdzi, będzie można pobierać od pacjenta mniej krwi – wystarczy praktycznie kropla (70 mikrolitrów), by oznaczyć wiele takich substancji, a dążymy do tego, by wykrywać jeszcze niższe stężenia, co dawałoby możliwość oznaczania np. dopaminy w płynach innych niż krew, takich, które w ogóle nie bolą przy pobieraniu.

Prof. Jönsson-Niedziółka zaznacza, że opracowana przez jego zespół metoda ma dwie korzyści dla każdego szpitala, który zechce ją zastosować. – Po pierwsze, czas – w przypadku serotoniny to najszybsza znana metoda wykrywania, od pobrania do wyniku upływa mniej niż godzina; no chyba, że próbkę trzeba przewieźć – opisuje profesor. – Po drugie, koszt – metoda jest tania, a sprzęt może obsługiwać technik laborant po krótkim przeszkoleniu – dodaje.

Badania była finansowane przez Narodowe Centrum Nauki, w ramach projektu PRELUDIUM, którym kieruje mgr Magdalena Kundys-Siedlecka.

agt/ ekr/, fot. freeimages.com

Info: PAP – Nauka w Polsce

Data publikacji: 24.10.2019 r.