Polimer zaprojektowany w warszawskim Instytucie Chemii Fizycznej PAN pomoże w diagnostyce groźnych chorób nerek. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "ACS Applied Materials & Interfaces". Chodzi o substancję wychwytującą lipokalinę-2, białko, którego podniesiony poziom może zasygnalizować rozwijające się, choć nie dające jeszcze wyraźnych objawów, ostre uszkodzenie nerek. Zaawansowana faza tej choroby może skończyć się śmiercią nawet co drugiego pacjenta.
Polimer zaprojektowała w IChF PAN mgr inż. Zofia Iskierko pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Noworyty z grupy prof. dr. hab. Włodzimierza Kutnera. Prace nad jego wykonaniem prowadzono we współpracy z University of North Texas w Denton oraz Instytutem Fizyki PAN i Międzynarodowym Instytutem Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie.
Zajmujemy się tworzeniem polimerowych warstw rozpoznających do chemosensorów wykrywających różne substancje. Wśród nich są m.in. biomarkery, czyli związki istotne biologicznie, których obecność lub zmiana stężenia w płynach ustrojowych niesie informację o zdrowiu pacjenta. Nasz najnowszy polimer potrafi wychwytywać lipokalinę-2, białko będące biomarkerem ostrego uszkodzenia nerek - mówi dr Noworyta.
Na ostre uszkodzenie nerek (znane wcześniej jako ostra niewydolność nerek) cierpią mniej więcej trzy osoby na tysiąc. Przy wczesnym wykryciu choroby jej skutki są odwracalne. Wyraźne objawy choroby - takie jak osłabienie, wymioty czy zaburzenia świadomości - występują jednak dopiero w zaawansowanej fazie, kiedy możliwe komplikacje stają się już poważnym zagrożeniem dla życia. Uszkodzenia nerek, które pojawiają się w późnych fazach choroby, mogą być już trwałe i wymagać stałych dializ, a nawet transplantacji całego organu.
Zanim ostre uszkodzenie nerek się rozwinie, we krwi chorego rośnie stężenie lipokaliny. Zaprojektowaliśmy więc polimer, w którego strukturze są luki molekularne bardzo dobrze dopasowane do kształtu i właściwości jej cząsteczek. Prawdopodobieństwo, że ugrzęźnie w nich jakieś inne białko, jest bardzo, bardzo małe - wyjaśnia Zofia Iskierko, pierwsza autorka pracy.
Warstwa polimerowa po wychwyceniu cząsteczki lipokaliny zwiększa swą masę. Można to wykryć osadzając ją na niewielkim oscylatorze piezoelektrycznym i mierząc zmianę częstotliwości drgań. Obecność cząsteczek lipokaliny w lukach molekularnych polimeru można też badać obserwując zmiany potencjału warstwy detekcyjnej. Ta druga metoda wydaje się możliwa do zastosowania w komercyjnych chemoczujnikach, przeznaczonych dla masowego odbiorcy. Coraz częściej takie urządzenia uznaje się za przyszłość medycyny. Po podłączeniu do smartfona mogłyby umożliwić diagnostykę każdemu, kto będzie nią zainteresowany.
Prof. Kutner podkreśla, że opisane badania mają na razie charakter podstawowy, laboratoryjny. Od przygotowania polimeru wychwytującego lipokalinę do seryjnej produkcji tanich detektorów, służących profilaktyce i wczesnemu leczeniu chorób, prowadzi wciąż dość daleka droga.
Na podstawie informacji prasowej IChF PAN
