'n Span navorsers van die Nasionale Universiteit van Singapoer (NUS) het die eerste twee-foton, klein molekule fluorogeniese sonde geskep wat kan dien as 'n nuttige hulpmiddel vir die vinnige assessering van 'n individu se potensiële risiko vir Parkinson se siekte. Die hoogs sensitiewe fluoressensie-sonde kan met hoë akkuraatheid die aktiwiteit van Monoamienoksidase B (MAO-B), 'n ensiem wat in verhoogde vlakke by pasiënte met Parkinson se siekte aangetref word, opspoor. Hierdie innovasie baan die weg vir die ontwikkeling van minder duur nie-indringende tegnologieë en toestelle om die risiko en vordering van Parkinson se siekte te help monitor.
Die studie word saam gelei deur professor Yao Shao Qin van die Departement Chemie, Fakulteit Natuurwetenskappe by NUS en medeprofessor Lim Kah Leong, van die National Neuroscience Institute, Singapoer en ook die Departement Fisiologie by NUS Yong Loo Lin Skool vir Geneeskunde. Die bevindinge word hierdie maand in Nature Communications-joernaal gepubliseer.
Magting van hoogs sensitiewe, spesifieke en intydse beelding van MAO-B-aktiwiteite
Monoamienoksidases (MAO's) is ensieme wat hoofsaaklik in die menslike brein aangetref word. Die twee isovorme daarvan - MAO-A en MAO-B - werk saam om die balans van neuro-oordragstowwe in die brein te help handhaaf. Maar wanneer die ensieme oorgeaktiveer word, produseer die brein 'n oormatige vlak van neurotoksiese neweprodukte, wat neuronale disfunksies veroorsaak wat tot psigiatriese versteurings en neurodegeneratiewe siektes lei. In die geval van Parkinson se siekte word gevind dat die uitdrukking van MAO-B, maar nie MAO-A nie, aansienlik verbeter word in die brein van pasiënte en toeneem met ouderdom.
Die hoë MAO-B-aktiwiteit wat konsekwent by pasiënte met Parkinson se siekte waargeneem word, is voorgestel as 'n biomerker, maar daar was 'n gebrek aan geskikte kleinmolekule-probes vir MAO-B-spesifieke opsporing in lewende selle en weefsels. Sommige van die bestaande fluoressensie-gebaseerde MAO-B probes vereis die byvoeging van aktiverende reagense, wat die eienskappe van die ensieme kan beïnvloed en die akkuraatheid van opsporing kan verminder, terwyl sommige ander nie in staat is om presies te onderskei tussen MAO-B en die naverwante MAO -A.
Die klein molekule-sonde wat deur die NUS-span ontwerp en gesintetiseer is, spreek hierdie ontoereikendheid van bestaande sondes aan. Hul sonde is hoogs sensitief en kan MAO-B spesifiek met groter akkuraatheid opspoor. Die fluoressensie-etiket op die sonde laat ook toe dat dit deur middel van hoë-resolusie beeldtegnieke in weefsels en organe op dieptes van tot een millimeter opgespoor word, wat navorsers in staat stel om die in vivo ensiematiese aktiwiteite van MAO-B in lewende sisteme effektief te monitor. Dit was almal nie voorheen moontlik met die bestaande MAO-probes nie.
MAO-B as 'n biomerker vir Parkinson se siekte
Die studie het ook bevind dat MAO-B-aktiwiteite by pasiënte met Parkinson se siekte slegs in menslike B-limfosiete ('n tipe witbloedsel) teenwoordig is, maar nie in fibroblaste nie (selle wat tipies in bindweefsel voorkom).
"Dit dui daarop dat MAO-B-aktiwiteit in perifere bloedselle van 'n pasiënt as 'n toeganklike en ekonomiese biomerker kan dien om die potensiële risiko van 'n individu vir hierdie siekte te evalueer," het Assoc Prof Lim gesê. Tans is daar geen betroubare biomerker vir Parkinson se siekte nie, hetsy in die siek of prekliniese toestand, behalwe vir dopamien-gebaseerde PET-beelding, wat duur is en hoogs gespesialiseerde vaardighede vereis om uit te voer.
"Die sonde kan moontlik nuttig wees om pasiënt se reaksie op medikasie te monitor," sê medeprofessor Louis Tan, Senior Konsultant, Departement Neurologie by die National Neuroscience Institute, wie se span onlangs in 'n aparte studie gewys het dat langtermyn gebruik van 'n MAO-B inhibeerder verminder die vordering van vroeë Parkinson se siekte.
Die sonde het ook geen oënskynlike toksisiteit in die meeste soogdierselle nie, so dit kan gebruik word om in vivo MAO-B-aktiwiteite gedurende verskeie stadiums van die siekte te monitor. As sodanig kan die sonde ook 'n nuttige hulpmiddel word om te verstaan hoe Parkinson se siekte vorder, asook vir geneesmiddelontwikkeling.
"Ons bevindinge vir hierdie studie verskaf belangrike beginpunte vir die gebruik van kleinmolekule-beeldvormingstegnieke om MAO-B verder op die organismevlak te verken, en maak in werklikheid toekomstige vooruitsigte oop vir nie-indringende beeldvorming-gebaseerde diagnostiese toepassings, " sê dr Li Lin, die eerste skrywer van die referaat en 'n na-doktorale genoot in prof Yao se laboratorium.
Volgende stappe
Die NUS-navorsingspan beoog om hul navorsing oor die ondersoek verder te voer. Een van hul onmiddellike prioriteite is om die doeltreffendheid van hul sonde in die opsporing van MAO-B in 'n groter poel pasiëntmonsters te bekragtig, met die doel om die sonde uiteindelik in 'n kommersiële toetsstel te ontwikkel om die vordering van Parkinson se siekte te monitor.
Die span het ook onlangs 'n toekenning van die Nasionale Mediese Navorsingsraad in Singapoer verkry om 'n studie na te streef met behulp van die sonde om die verband tussen sleutel Parkinson se siekte-gekoppelde gene en MAO-B uitdrukking en aktiwiteit te ondersoek om die oorsake verder te verstaan van die siekte en belig die rol van MAO-B hierin.
