Ostre uszkodzenie nerek już wkrótce będzie można wykrywać w początkowym etapie, gdy leczenie choroby jest jeszcze stosunkowo proste, a rokowania dobre. Kluczem do ratującej zdrowie i życie diagnostyki może być polimer, zaprojektowany w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.
Na ostre uszkodzenie nerek, wcześniej znane jako ostra niewydolność nerek, cierpią mniej więcej trzy osoby na tysiąc. Skutki wcześnie wykrytego ostrego uszkodzenia nerek są odwracalne. Wyraźne objawy choroby – takie jak osłabienie, wymioty czy zaburzenia świadomości – występują jednak dopiero w zaawansowanej fazie jej rozwoju, gdy możliwe komplikacje stają się poważnym zagrożeniem dla życia. W najbardziej zaawansowanym stadium śmiertelność dochodzi nawet do 50 proc. Uszkodzenia nerek, które pojawiają się w późnych fazach choroby, mogą być już trwałe i wymagać stałych dializ, a nawet transplantacji całego organu.
W wykrywaniu wczesnych stadiów chorób nerek, w nieodległej przyszłości, może pomóc specjalny polimer, przygotowany w Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie. Polimer przygotowała mgr inż. Zofia Iskierko pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Noworyty z grupy prof. dr. hab. Włodzimierza Kutnera.
Polimer zaprojektowano i starannie skonstruowano w taki sposób, żeby szczególnie efektywnie wychwytywał ze swego otoczenia tylko jedną substancję: białko naturalnie obecne we krwi człowieka - lipokalinę-2 (NGAL). Dla lekarza wzrost stężenia tego związku u pacjenta to cenny sygnał o jeszcze nie dającym wyraźnych objawów, ale już rozwijającym się ostrym uszkodzeniu nerek.
"Zanim ostre uszkodzenie nerek się rozwinie, we krwi chorego rośnie stężenie lipokaliny. Zaprojektowaliśmy więc polimer, w którego strukturze znajdują się luki molekularne bardzo dobrze dopasowane do kształtu i właściwości cząsteczek właśnie tego związku. Prawdopodobieństwo, że ugrzęźnie w nich jakieś inne białko, jest bardzo, bardzo małe” - wyjaśnia doktorantka Zofia Iskierko, pierwsza autorka publikacji w czasopiśmie „ACS Applied Materials & Interfaces”.
Jak wyjaśniają specjaliści IChF PAN, nowy polimer wykonano metodą wdrukowania molekularnego. Cząsteczki lipokaliny otoczono najpierw odpowiednio dobranymi, krótkimi polimerami (tzw. funkcyjnymi), wiążącymi się z tym białkiem w charakterystycznych tylko dla niego miejscach. Następnie wprowadzono drugi polimer, który łączył się z polimerem funkcyjnym. "Polimer sieciujący poddano później polimeryzacji, po czym z tak powstałej struktury wypłukano lipokalinę. Ostatecznie otrzymano trwałą warstwę polimerową z lukami molekularnymi dopasowanymi do cząsteczek lipokaliny zarówno pod względem ich lokalnych cech chemicznych, jak też rozmiaru i kształtu" - czytamy w przesłanym PAP komunikacie IChF PAN.
„Gdy cząsteczki lipokaliny w badanym roztworze wejdą w kontakt z tak uformowanym polimerem, część z nich ma szansę ulokować się w lukach. Białka są jednak dość duże i niechętnie migrują przez sieć polimerową. Dlatego strukturę naszego polimeru musieliśmy sztucznie rozluźnić, wystarczająco, by zapewnić cząsteczkom lipokaliny jak najlepszy dostęp do jak największej liczby luk, ale nie przesadnie, żeby warstwa polimerowa się nie zapadła” - opisuje dr Noworyta.
„Nasze badania mają charakter podstawowy, laboratoryjny. Od przygotowania polimeru wychwytującego lipokalinę do seryjnej produkcji tanich detektorów, służących profilaktyce i wczesnemu leczeniu chorób, prowadzi jednak dość daleka droga” - podkreśla prof. Kutner.
Prace nad wykonaniem polimeru, sfinansowane z grantu Narodowego Centrum Nauki, zrealizowano we współpracy z University of North Texas w Denton oraz warszawskimi Instytutem Fizyki PAN i Międzynarodowym Instytutem Biologii Molekularnej i Komórkowej.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
Komentarze
[ z 3]
Dobry pomysł. Rzeczywiście, jeśli udałoby się wykrywać chorobę nerek związaną z ich ostrym etapie uszkodzenia, kiedy jeszcze wyniki laboratoryjne wykazują wartości prawidłowe lub nawet przesączanie jest zwiększone co utrudnia postawienie właściwego rozpoznania do czasu rozwinięcia pełnej niewydolności nerek, byłoby to szansą dla wielu pacjentów, aby dzięki wdrożeniu leczenia na wczesnej etapie, odwrócić działanie czynnika patogenetycznego, a dzięki temu pozwolić pacjentowi na zachowanie zdrowia i prawidłowej czynności nerek w przyszłości lub ewentualnie w wyjątkowych przypadkach zapewnić przetokę tętniczo-żylną dla możliwości wykonania dializoterapii co w innym wypadku mogłoby nie być możliwe, a pacjent musiałby początkową hemodializę przechodzić w inny sposób. Dodatkowo cieszy mnie fakt, że to polscy naukowcy wraz z inżynierami pracują nad opracowaniem tak innowacyjnej metody, która ma szansę sprawdzić się w praktyce. Trzymam kciuki i oby wykrywanie tego białka we krwi okazało się sposobem skutecznym.
Kolejny raz polscy naukowcy udowadniają swoją pomysłowość i innowacyjność. Mam nadzieję, że badania na etapie klinicznym okażą się owocne i że ten prosty sposób służący rozpoznaniu ostrego uszkodzenia nerek na jeszcze wczesnym etapie zmian okaże się skuteczny, a zarazem charakteryzować się będzie wysoką czułością oraz swoistością. Wydaje się, że przy okazji opisana metoda powinna okazać się niedroga w eksploatacji, przynajmniej po okresie patentowym, kiedy przypuszczalnie firma farmaceutyczna, która sponsorować będzie badanie lub wprowadzenie pasków wykrywających szczególne białko na rynek będzie zmuszona odrobić koszty poniesione na ten cel. Tak czy inaczej czekam z niecierpliwością, aż zakończą się testy nad tą metodą i dotrą one do polskich szpitali, dzięki czemu będzie można cieszyć się z nowej technologii diagnostycznej i z powodzeniem wykorzystywać w codziennej pracy.
Pytanie tylko, czy Polskę będzie stać na wprowadzenie takiego polimeru jako badania przesiewowego wykorzystywane z możliwie dużą częstotliwością. Szczerze obawiam się, że nawet jeśli podobny polimer powstanie i okaże się, że pokazywane przez niego dane w istocie pokrywają się z rzeczywistym stanem układu moczowego, a przede wszystkim z nerkami i zachowaniem prawidłowych funkcji nefronów to przecież pozostaje jeszcze kwestia czy poddawanie pacjentów takiemu badaniu przesiewowemu będzie opłacalne. Mam wrażenie, że w ostatnich latach bardzo intensywnie rozwija się gałąź badań diagnostycznych, ale często nie idą za tym żadne wysoko zaawansowane technologie leczenia chorych pacjentów. Jednocześnie też naukowcy zapatrzeni w pewne idee nie zwracają, albo zdają się nie zwracać uwagi na fakt, że badanie musi być nie tylko skuteczne, ale i opłacalne finansowo. To znaczy, żeby nie tylko dzięki wprowadzeniu pasków o których mowa udało się poprawić skuteczność leczenia pacjentów, ale żeby jeszcze dodatkowo udało się obniżyć koszty ponoszone na leczenie pacjentów z niewydolnością nerek. Czy wprowadzenie badania przesiewowego w diagnostyce chorób układu moczowego i nerek dało by właśnie taką możliwość, by u tak dużej grupy pacjentów obniżyć ryzyko rozwinięcia schyłkowej niewydolności z na tyle dużym wyprzedzeniem, aby sumaryczne koszty badania przesiewowego i kosztów poniesionych na leczenie przynajmniej się zwróciły dzięki wczesnemu wykrywaniu wad? Jeśli tak, to jestem jak najbardziej za.