Cukry v živých organizmoch sú nielen zdrojom energie alebo základnou stavebnou časticou mnohých biopolymérov ako napríklad celulóza, ale aj priamo regulujú mnohé biologické procesy. Jednotlivé molekuly cukrov sa viažu na bielkoviny či povrch buniek a vytvárajú tam určité štruktúry, čím ovplyvňujú ich vlastnosti. Pokiaľ je tento proces viazania, tzv. glykozylácia, v poriadku, organizmus funguje tak, ako má. Zistilo sa však, že poruchy či zmeny glykozylácie súvisia okrem iného aj s mnohými chorobami ako napríklad rakovina, autoimunitné či neurodegeneratívne ochorenia. Takto popisuje podstatu projektu Analýza glykánových biomarkerov ako nástroj pre biomedicínsky výskum, sledovanie a diagnostiku nádorových ochorení (Glycan biomarkers analysis as a tool for biomedicinal research, follow-up and diagnosis of tumor diseases) jeho zodpovedný riešiteľ Ing. Jaroslav Katrlík PhD. z Chemického ústavu SAV.
Sledovanie zmien glykozylácie súvisiacich s nádorovými ochoreniami a výskum, vývoj a použitie metód umožňujúcich sledovanie týchto zmien je hlavnou náplňou tohto projektu. Jeho cieľom je vyvinúť metódu, ktorá umožňuje sledovať zmeny v glykozylácii, nadizajnovať ju pre meranie klinických vzoriek a aplikovať v rámci výskumu rakoviny a jej diagnostiky, konkrétne karcinómu hrubého čreva. Projekt trvá v období 1. januára2017 – 31. decembra 2018.
Dosiaľ sa už realizačnému tímu podarilo dosiahnuť nasledovné: Boli pripravené, optimalizovné a otestované bioanalytické postupy pre sledovanie glykozylácie pre konkrétne typy vzoriek ako krv a tkanivo hrubého čreva. „Tieto metódy sú založené na biočipoch. V tomto prípade si však pod biočipom netreba predstaviť nejaký čip, ktorý sa implantuje do tela. Tu pod biočipom rozumieme špeciálne upravené sklíčko s rozmermi približne 7,5 krát 2,5 centimetra, na ktoré sa pomocou robotického mikrodávkovača nanášajú vzorky v tzv. microarray formáte, z každej približne jeden nanoliter. Pre porovnanie, jedna kvapka vody má 30 000 nanolitrov. Microarray biočip s nanesenými vzorkami sa potom nechá zreagovať s látkami, ktoré sa špecificky viažu na určité cukrové štruktúry,“ uvádza Ing. Jaroslav Katrlík PhD.
Tieto látky sa podľa neho označia fluorescenčnou značkou a v príslušnom čítacom zariadení sa biočip oskenuje. Intenzita detegovaných signálov sa vyhodnotí a určí sa zastúpenie jednotlivých cukrových štruktúr vo vzorke. Celý tento postup zahŕňa aj množstvo ďalších krokov ako napríklad predúpravu vzorky a izoláciu sledovaných bielkovín. Momentálne vrcholí fáza zberu pacientskych vzoriek a ich meranie pomocou vyvinutých microarray biočipov, podotkol odborník. Je ešte potrebné ukončiť meranie pacientskych, ako aj referenčných vzoriek a získané dáta vyhodnotiť a spracovať. Počíta sa aj s použitím metód hmotnostnej spektrometrie, ktorá umožňuje presnú identifikáciu cukrových štruktúr.
Projekt Analýza glykánových biomarkerov ako nástroj pre biomedicínsky výskum, sledovanie a diagnostiku nádorových ochorení bol podporený agentúrou APVV pod číslom SK-SRB-2016-0023 a je z kategórie bilaterálnych projektov zameraných na slovensko-srbskú vedeckú spoluprácu. Partnerom Chemického ústavu SAV je v tomto projekte tím vedený Dr. Draganou Robajac z Inštitútu pre aplikáciu nukleárnej energie, patriaceho pod Belehradskú univerzitu. „Naši srbskí kolegovia, s ktorými máme už niekoľkoročnú dobre fungujúcu spoluprácu, sú expertmi v oblasti biochemických metód so zameraním na glykozyláciu bielkovín. Vďaka ich spolupráci s klinickým pracoviskom máme aj prístup k pacientskym vzorkám,“ poznamenal Ing. Jaroslav Katrlík PhD.
Aké sú vlastne očakávané výsledky tohto projektu? „Po spracovaní výsledkov sa pokúsime identifikovať potenciálne biomarkery rakoviny hrubého čreva, založené na zmenách cukrových štruktúr, teda na zmenách v glykozylácii. Cesta vedúca k prípadnej diagnostickej metóde je však veľmi dlhá a kľukatá a výskum, na ktorom pracujeme, zatiaľ patrí do kategórie základného výskumu. V rámci ďalších projektov momentálne financovaných najmä cez agentúry APVV a VEGA sa venujeme aj ´cukrovým´ biomarkerom súvisiacim s ďalšími ochoreniami. Obdobné biočipy, založené na cukroch sa dajú použiť napríklad aj na detekciu vírusov či testovanie antivirotík, pre kontrolu výroby bioliečiv založených na terapeutických proteínoch alebo aj v regeneratívnej medicíne využívajúcej kmeňové bunky,“ konštatoval odborník.
Odborný garant textu: Ing. Jaroslav Katrlík PhD. z Chemického ústavu SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Fotografie poskytol: Ing. Jaroslav Katrlík PhD.
Uverejnila: VČ