W celu świadczenia usług na najwyższym poziomie stosujemy pliki cookies. Korzystanie z naszej witryny oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu. W każdym momencie można dokonać zmiany ustawień Państwa przeglądarki. Zobacz politykę cookies.
Powrót

W IChF PAN opracowano tanią i szybką metodę wykrywania neuroprzekaźników

24.10.2019

Płynne działanie ludzkiego mózgu zależy od właściwych proporcji neuroprzekaźników, np. dopaminy, serotoniny. Zaburzenia oznaczają choroby. Ważne jest, by wykryć te zaburzenia jeszcze nim pojawią się widoczne objawy. Dzięki naukowcom z IChF PAN, można to będzie robić szybko, prosto i tanio.

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.

PAP – Nauka w Polsce