Analiza proteomu, zwana również proteomiką została zainicjowana przez Marca Wilkinsona na konferencji w 1994 roku w Sienie. Nazwa proteom to zbitka angielskiego określenia ‘protein complement of the genome’, co oznacza składnik białkowy kodowany przez genom. Proteomika służy do poznawania i charakterystyki wszystkich białek, które powstają w wyniku ekspresji ludzkiego genomu. Białka to bardzo trudny obiekt badań ze względu na ich przestrzenną strukturę oraz występowanie w złożonych, wielocząsteczkowych kompleksach.

Dział proteomiki klinicznej zajmuje się poszukiwaniem różnic w profilach białkowych osób zdrowych i chorych. Istnieje nadzieja, że diagnoza może być postawiona szybciej, przed wystąpieniem zmian klinicznych. Często zdarza się, że ekspresja, spowodowana procesem chorobowym, dotyczy białek, które występują w minimalnych ilościach w materiale biologicznym. Porównanie proteomów pacjentów i osób zdrowych stworzyło ogromne możliwości w poznaniu przyczyn mechanizmów oraz przebiegu ogromnej liczny schorzeń.

Bardzo intensywnie w ostatnich latach rozwija się proteomika chorób neurodegeneracyjnych, psychicznych, nowotworowych, a także reumatycznych. Analizuje się także biomarkery przedklinicznych zmian i schorzeń u ludzi, którzy narażeni są na zanieczyszczenia środowiska, w tym głównie metale ciężkie.

Biomarkery w chorobie Parkinsona

Choroba Parkinsona należy do chorób neurodegeneracyjnych, której rozpoznanie jest możliwe tylko wówczas, gdy pojawią się pierwsze objawy dotyczące motoryki ciała. Najbardziej oczywiste objawy są związane z ruchem, a należą do nich mimowolne drżenia i sztywność mięśni, a w krańcowym etapie dochodzi do zaburzeń ze strony układu pokarmowego.  Choroba ta występuje u około miliona Amerykanów i pięciu milionów ludzi na całym świecie. Szacuje się, że do roku 2030 liczby te podwoją się. Obecnie nie ma lekarstwa na to schorzenie, możliwe jest jedynie zatrzymanie postępu choroby poprzez przyjmowanie odpowiednich lekarstw m.in. L-DOPA, amantadyny czy inhibitory MAO. Najgorszym faktem są skrupulatne, szpitalne statystyki, które potwierdzają, że u pacjentów, u których wykrywa się Parkinsona już od 60 do 70% neuronów dopaminergicznych zostaje trwale utracona.

Idealny biomarker powinien być minimalnie inwazyjny, opłacalny, powtarzalny, specyficzny i czuły. Naukowcy potwierdzają, że biopłyny tj. osocze mogą stanowić idealne źródło pożądanych biomarkerów. Wysunięto hipotezę, że specyficzne miRNA obecne w osoczu chorych pacjentów można w prosty sposób wykryć.

Dane opublikowane w Journal of Parkinson's Disease są częścią pilotażowego badania, naukowcy zidentyfikowali i testowali pierwsze biomarkery oparte na cząsteczkach microRNA występujących w osoczu pacjentów. Badania są obiecujące, ponieważ udało się zidentyfikować kombinację biomarkerów, które osiągnęły najwyższą wydajność w badaniach klinicznych prowadzonych na materiale biologicznym 42 pacjentów i 42 osób zdrowych (kontrola) przeprowadzając reakcję łańcuchową polimerazy DNA z analizą ilości produktu w czasie rzeczywistym, real-time PCR (ang. qRT-PCR, real-time polymerase chain reaction).

Badania nad skonstruowaniem pełnego testu diagnostycznego nadal trwają, naukowcy jednak podkreślają, że istnieje pilna potrzeba opracowania obiektywnych i wymiernych biomarkerów w celu poprawy diagnostyki Choroby Parkinsona, które pomogą określić jej podtypy oraz stadium choroby.

Proteomika w diagnozowaniu choroby Alzheimera

Choroba Alzheimera to jedna z najczęściej występujących chorób u starzejącej się części populacji ludzkiej. Jedną z głównych cech tej choroby jest produkcja w mózgu toksycznej cząsteczki zwanej beta-amyloidem. Komórki mikrogleju nie są w stanie wyeliminować tej substancji, przez co na poziomie mikroskopowym stwierdza się występowanie w mózgu blaszek amyloidowych (zwanych również blaszkami  lub płytkami starczymi), które odkładają się w ścianach naczyń krwionośnych (patologia białka App) oraz gromadzenie się wewnątrzkomórkowych zwyrodnień włókienkowych typu Alzheimera (patologia białka tau).

W związku z tym białko tau i β-amyloid to najlepiej scharakteryzowane molekularne biomarkery tej choroby. Rozwój technik proteomicznych pozwala odkryć nowe potencjalne markery choroby Alzheimera. Prace przeglądowe Zellnera i wsp. potwierdzają, że udało się zidentyfikować dotąd 15 innych białek, które występują w tkankach różnych regionów mózgu. Wymienia się tu m.in. α-enolazę (w hipokampie),  β-tubulinę (w płacie czołowym) czy mutazę 1-fosfoglicerolu (w hipokampie). W płynie mózgowo-rdzeniowym opisano dotychczas 19 potencjalnych markerów np. α-antytrypsynę, apopoliproteinę E, β-fibrynogen i transferrytynę. W oparciu o technikę Western blotting wytypowano dodatkowe markery białkowe α-makroglobulinę i czynnik dopełniacza H.

Monika Marek-Swędzioł

Źródło:
www.sciencedaily.com
Kossowska B., Dudka I., Gancarz R., Antonowicz-Juchniewicz J. Analiza proteomiczna profili białkowych w niektórych stanach patologicznych ludzkiego organizu. Postępy Hig Med. Dosw, 2009; 63: 549-563