- Časopis Quark - https://www.quark.sk -

Sladkí pomocníci

Biočip s nanesenými vzorkami

Hoci sa životná úroveň neustále zvyšuje, narastá aj počet tzv. civilizačných ochorení. K týmto ochoreniam sa potichu hlási aj cukrovka, ktorej riziká sú možno trochu podceňované, no jednoznačne si zaslúži našu pozornosť. Podľa WHO v súčasnosti trpí jedným z typom cukrovky približne 422 miliónov ľudí a predpokladá sa, že toto číslo bude neustále narastať.

Tehotenská cukrovka je najčastejšou metabolickou poruchou v tehotenstve. V záujme zabezpečenia optimálnych podmienok na rast plodu prechádza organizmus matky počas tehotenstva mnohými komplikovanými zmenami. Dochádza k zvýšenej produkcii hormónov, ktoré tlmia účinok inzulínu, čím sa hladina glukózy v krvi udržuje zvýšená. Glukóza následne prechádza cez placentu k plodu, čo spôsobuje mnohé komplikácie.
Okrem genetických predispozícií matky môže vznik tehotenskej cukrovky ovplyvniť viacero faktorov, medzi nimi vyšší vek, obezita, ale aj nezdravý životný štýl. Hoci samotný stav sa navonok neprejavuje, je dôležité, aby bol včas diagnostikovaný, pretože môže spôsobiť vážne komplikácie počas tehotenstva matke aj plodu. Po pôrode tento stav zvyčajne samovoľne odoznie. Preto sa často objavuje otázka: Prečo vlastne riešiť niečo, čo aj tak samo zmizne? Dôvodom je, že neliečená tehotenská cukrovka so sebou prináša nielen komplikácie počas tehotenstva, ale neskôr v budúcnosti aj zvýšené riziko vzniku kardiovaskulárnych ochorení, cukrovky typu 2 u matky a mnoho rizík pre samotné dieťa.

Sken vzoriek po interakcii s vybranými
lektínmi

Glykány a ich diagnostické využitie

Glykány sú zložené cukry prítomné vo všetkých živých organizmoch, zabezpečujú mnohé metabolické, štruktúrne a fyziologické funkcie. Ide o známe štruktúry ako glukóza, galaktóza, manóza a ďalšie, ktoré sa môžu vyskytovať v rôznych kombináciách na proteínoch alebo lipidoch, čo ich sledovanie komplikuje najmä pre veľké množstvo kombinácií, ktoré môžu vytvoriť. Ich zloženie sa mení v závislosti od rôznych faktorov, medzi ktoré patrí aj začiatok a prítomnosť mnohých ochorení.
Na základe predchádzajúcich štúdií zaoberajúcich sa prepojením cukrovky a glykánov bolo dokázané, že niektoré typy cukrovky je možné rozpoznať pomocou zmien v samotnom glykóme. Štúdií, ktoré by sa zaoberali takýmto zložením pri tehotenskej cukrovke, je doposiaľ málo, no napriek tomu napovedajú, že glykány by mohli byť použiteľné aj ako potenciálne biomarkery práve pri tehotenskej cukrovke.

Biočipy a tehotenská cukrovka

Charakteristické zmeny glykánov už boli zaznamenané pri viacerých ochoreniach, napríklad pri reumatickej artritíde, cystickej fibróze, AIDS a mnohých ďalších. Práve hľadaniu nových, potenciálnych glykánových biomarkerov sa zaoberáme aj u nás na oddelení glykobiotechnológie Chemického ústavu SAV. Keďže samotná diagnostika tehotenskej cukrovky môže byť pre pacientky nepohodlná a zdĺhavá, rozhodli sme sa tejto problematike pozrieť na zub.

Automatický robotický bezkontaktný spoter na nanášanie vzoriek na substrát

Pomocou biočipov, pod ktorými rozumieme špeciálne povrchovo upravené mikroskopické sklíčka, pozorujeme zmeny v glykánovom profile. Epoxidové skupiny na povrchu sklíčka zabezpečia, že sa na ne proteíny vzoriek kovalentne naviažu a my sa nemusíme obávať, že by sa pri ďalšom spracovaní vymyli. Na samotné sklíčko sa vzorka nanáša pomocou bezkontaktného spotera vo forme bodov s objemom 50 nl. Ako rozpoznávacie molekuly používame proteíny, lektíny, ktoré sa špecificky viažu na rôzne typy glykánov, vďaka čomu sme schopní sledovať zastúpenie jednotlivých typov štruktúr vo vzorkách. Po niekoľkých inkubáciách, premývaniach a fluorescenčnom značení získame sken zobrazujúci odozvy interakcií jednotlivých vzoriek s konkrétnymi lektínmi. Ten následne pomocou programu premeníme na číselné dáta a ďalej spracovávame. Takto pripravenými biočipmi je možné súčasne analyzovať niekoľko stoviek vzoriek za spotrebovania minimálneho množstva samotnej vzorky. Po prvotnej analýze sér žien s tehotenskou cukrovkou sa ako jej možný biomarker sľubne javí niekoľko cukrových štruktúr, na potvrdenie ktorých je potrebných ešte mnoho hodín strávených v laboratóriu.

Text a foto Ing. Lucia Pažitná
Oddelenie glykobiotechnológie
Chemický ústav SAV
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 7/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre