Universitet 2018 – fira med oss

Utskrift från Malmö universitets webbplats www.mah.se

Diagnostic tools for neurodegenerative disease biomarkers based on robust optically signaling capture phases

Contact person: Börje Sellergren
Responsible: Börje Sellergren
Co-workers: Qianjin Liu, Sudhirkumar Shinde and Antonio Caroli
Partner: Prof. Markus Wenk , National University of Singapore; Prof. Anders Wallin, Sahlgrenska Hospital, Göteborg; Dr. Knut Rurack, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Berlin, Germany
Funding: Vetenskapsrådet
Timeframe: 2015-01-01 -- 2018-12-31
Research programme: Biofilms Research Center for Biointerfaces
Faculty/Department: Faculty of Health and Society, The Department of Biomedical Science
Subject: Naturvetenskap

Neurodegenerative diseases such Alzheimers (AD) and age-related white matter disease, (ARWMD) are associated with a lack of reliable routine methods for an early and differential diagnosis. This is linked to the nature and behaviour of the established biomarkers in terms of their hydrophobicity, aggregation tendency, which together with their low abundence hampers the use of immunobased analytical methods.

In this project we will develop robust peptide, protein or lipid binders in the form of Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) or "plastic antibodies" which will serve as receptors in novel mass spectrometry or fluorescent assays compatible with nonphysiological conditions. Sequence specific MIPs for the AD biomarker ß-amyloid and its isoforms and proteotypic peptides the Tau protein as well as MIPs targeting a recently demonstrated blood based lipid biomarker panel for AD will be developed while incorporating fluorogenic monomers for optical reporting of bound analyte. The MIPs will subsequently be used for capture in array format followed by MS or fluorescence based readout of target binding. In contrast to antibodies MIPs are compatible with denaturing conditions and may thus allow for highly efficient and specific biomarker extraction generating information in terms of the absolute CSF or plasma target concentrations. 

Beskrivning på svenska

Kognitiva neurologiska sjukdomar som Alzheimers och småkärls sjukdom orsakar stort lidande för både patienter och anhöriga, dessutom med en allt äldre befolkning så blir detta allt dyrare för samhället. Det finns ännu ingen bra behandling mot Alzheimers sjukdom, som drabbar ca. 35 miljoner människor världen över. Flera lovande terapier har testats i kliniska studier under de senaste åren, men alla har misslyckats. Det gemensamma för dessa studier är att de alltid görs på människor som redan hade utvecklat symtom. Många neuroforskare befarar att eventuella fördelarna med de testade behandlingarna går förlorade i dessa studier, eftersom det kan vara omöjligt att stoppa sjukdomen när den redan har manifesterat. Därför behövs metoder för att analysera biomarkörer som kan möjligöra att patienter att identifieras - och rekryteras till prövningar redan innan symtomen börjar.

Hittills har dessa biomarkör test oftast varit baserade på proteiner eller DNA tester och inget test har ännu kunnat ge den noggrannhet som klinikerna behöver. I en nyligen publicerad studie i tidskriften Nature Medicine demonstrerades att ett enkelt blodprov har potential att förutsäga om en frisk person kommer att utveckla symptom på demens inom två eller tre år. Testet var en preliminär studie med 525 personer över 70 och där identifierades en uppsättning av tio lipid metaboliter (biomarkörer) i blodplasma som med 90 % noggrannhet kunde bestämma vilka människor som skulle förbli kognitivt friska från dem som skulle komma att visa tecken på kognitiv svikt. Nu behöver större oberoende studier göras för att säkerställa resultaten och hitta flera av dessa lipid biomarkörer i kombination med etablerade protein biomarkörer.

I vårt forskningsprojekt kommer vi att använda en kombination av en noggrant designad prospektiv studie och utveckla unik analytisk teknologi, för att kunna följa hur biomarkörer i varje enskild individ förändras. Diagnostiska och prognostiska verktyg för dessa sjukdomar kommer att utvecklas, baserade på antikroppar av plast (MIPs: molecularly imprinted polymers). Kopplingen av sådana MIPs till masspektrometri (MS ) ger möjlighet att analysera mycket låga nivåer av protein eller lipid biomarkörer för AD och ARWMD vilket kommer att göra det möjligt att tidigare upptäckt av dessa sjukdomar. Speciellt planerar vi att utveckla MIPs utrustade med optiskt rapporterande handtag för direkt optisk avläsning hur hög halt bestämda biomarkörer finns närvarande i ett prov. För ytterligare ökad tillförlitlighet kommer dessa rapporterande MIPs att kopplas med masspektrometri vilket kommer att möjliggör nya metoder för analys av protein- eller lipid biomarkörer med förutsättning att insättas för kliniskt bruk.

Möjligheten att tillförlitligt upptäcka kliniskt accepterade biomarkörer för Alzheimers sjukdom i blod istället för hjärnvätska kommer även att ge mycket enklare diagnostiska förfaranden med betydande kostnadsbesparingar över dagens metoder. Viktigt är att dessa tester kommer att vara mycket mindre invasiva för patienter och därmed mer allmänt tillämpbara i den allmänna befolkningen 

Senast uppdaterad av Magnus Jando