PROSENSE meeting o nových metódach glykoprofilácie a diagnostiky rakoviny prostaty na pôde CVTI SR

20. 03. 2014

Ako zefektívniť diagnostiku nádorových ochorení? Ako zefektívniť liečbu? Ako si môžeme byť istí, že sme skutočne chorí? Tieto otázky dnes patria k najčastejším otázkam súčasnej vedy zaoberajúcej sa onkologickými ochoreniami. Sú to tiež otázky, ktoré si kládli účastníci PROSENSE meetingu, ktorý sa konal v dňoch 23. – 24. januára 2014 v priestoroch Centra vedecko-technických informácii SR. Hľadanie spôsobov včasnej diagnostiky rakovinových ochorení, hlavne rakoviny prostaty, bolo predmetom dvojdňového stretnutia vedcov z celej Európy v rámci projektu PROSENSE.


Čo vieme o rakovine prostaty a aké sú možné príznaky?
Rakovina prostaty je v súčasnej dobe jedným z najčastejších nádorových ochorení u mužov a zároveň treťou najčastejšou príčinou ich úmrtí. V Európskej únii sa každý rok jedná o viac než 300 000 nových prípadov. Rakovina prostaty postihuje najčastejšie mužov staršieho veku (nad 60 rokov) a často prebieha bez príznakov. Prvotné príznaky bývajú mierneho charakteru a pacient im preto nevenuje väčšiu pozornosť. Ide hlavne o ťažkosti pri močení (je časté, prerušované). Včasná diagnóza ovplyvňuje šancu na úplné vyliečenie, no v pokročilých štádiách sa môžu objavovať metastázy do lymfatických uzlín, ale predovšetkým do kostí – chrbta, bedrových kĺbov, končatín. Nie je teda ojedinelé, že muži po návšteve lekára s bolesťou chrbta odchádzajú s nepríjemnou diagnózou – rakovina prostaty. Za zmienku stojí aj charitatívna akcia Movember, ktorej cieľom je upozorniť na nebezpečenstvo rakoviny prostaty a získať finančné prostriedky na výskum a vývoj diagnostiky a liečby tohto ochorenia. Podporovateľov tejto akcie ľahko spoznáte podľa fúzov, ktoré si nechávajú narásť na začiatku novembra.

 Aké sú dnes možné spôsoby diagnostiky tohto ochorenia? Pre včasnú diagnostiku rakoviny prostaty sa v súčasnej dobe používa ako zlatý štandard krvný test, kedy sa stanovuje biomarker prostatický špecifický antigén (PSA). Avšak hladina biomarkeru PSA v krvi nemusí nutne korelovať so zdravotným stavom pacienta a môže poskytovať falošné pozitívne výsledky. Ďalšími spôsobmi pre overenie ochorenia sú invazívne metódy – vyšetrenie per rectum a biopsia prostaty.

Čo je to projekt PROSENSE? Projekt PROSENSE je projektom 7. rámcového programu EÚ "Marie Curie Initial Training Networks", ktorý je zameraný na vzdelávanie mladých vedcov v interdisciplinárnej oblasti vývoja nových diagnostických nástrojov pre rakovinu prostaty. Projekt združuje odborníkov v oblasti biosenzorov, biotechnológii, medicíny a iných vedných odborov. Títo vedci sa podieľajú na výskume nových biomarkerov rakoviny prostaty a na vývoji citlivých detekčných techník pre klinickú prax. Projekt poskytuje jeho účastníkom možnosť medziodborových stáží na vedeckých inštitúciách, seminároch, workshopoch a konferenciách, ďalej umožní výmenu znalostí a skúseností v multidisciplinárnych odboroch výskumu biosenzorov.

Kto je do projektu zapojený? Do projektu PROSENSE vedeného Dr. Pedrom Estrelom z University of Bath je zapojených 15 európskych inštitúcií: University of Bath, Veľká Británia; Cardiff University, Veľká Británia; Chemický ústav SAV, Slovenská republika; Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores INESC, Portugalsko; Dublin City University, Írsko; Applied Enzyme Technology, Ltd., Veľká Británia; École polytechnique fédérale de Lausanne EPFL, Švajčiarsko; University of Applied Sciences Kaiserslautern, Nemecko; Xeptagen SpA, Taliansko; Euroimmun AG, Nemecko; University Hospital of Wales, University Hospitals Bristol, University of the West of England, Bristol Urological Institute a Royal United Hospital Bath, Veľká Británia.

Ako prebiehal PROSENSE meeting na pôde CVTI SR? PROSENSE meeting sa skladal z bloku prednášok v priestoroch Centra vedecko-technických informácii SR a z praktických ukážok v laboratóriách Chemického ústavu Slovenskej akadémie vied. V prvý deň meetingu malo prednášku sedem zahraničných aj domácich odborníkov v danej problematike. V priebehu druhého dňa meetingu prezentovali mladí vedci z európskych inštitúcií svoje najnovšie poznatky získané v rámci riešenia projektu PROSENSE.

 

Obr. 1: Účastníci PROSENSE meetingu pri prednáškach (foto M. Bučko)

Kto z odborníkov sa predstavil na pôde CVTI SR? Medzi hostí patrili prof. Emil Paleček z Biofyzikálneho ústave AV ČR, Dr. Marek Piliarik z Max Planck Institute for the Science of Light z Nemecka, Dr. Vojtech Adam z Agronomickej fakulty Mendelovej univerzity z ČR, prof. Pavel Babál z Lekárskej fakulty UK a Dr. Ján Tkáč, Dr. Jaroslav Katrlík a Dr. Vladimír Pätoprstý z CHÚ SAV. Svoje prednášky zamerali na nové poznatky vo vývoji a použití moderných techník pre glykomiku a analýzu biomarkerov.

 

 

 

 

  Obr. 2.: prednášajúci ( zhora dole) – Prof. Paleček, Dr. Piliarik, Prof. Babál, Dr. Adam, Dr. Katrlík, Dr. Pätoprstý a Dr. Tkáč

Kto z Chemického ústavu SAV je do projektu PROSENSE zapojený? Za Chemický ústav SAV sa meetingu aktívne zúčastnili Ing. Ján Tkáč, DrSc. a Ing. Jaroslav Katrlík, PhD. spolu s ich doktorandmi zapojenými do projektu PROSENSE, Ing. Štefanom Belickým a Ing. Pavlem Damborským. Spolu s nimi sa na meetingu a organizačných záležitostiach spolupodieľali ďalší mladí vedci z Oddelenia glykobiotechnológie CHÚ SAV.

 Obr. 3: Doktorandi z Odd. glykobiotechnológie CHÚ SAV

 

Aké laboratórne techniky vedci z Chemického ústavu SAV využívajú? V rámci laboratórnych workshopov sa zúčastnení zamerali na prácu so špičkovými bioanalytickými technikami (proteínové a lektínove microarray, povrchová plazmónová rezonancia (SPR), elektrochemická impedančná spektroskopia (EIS), hmotnostná spektroskopia (MS) a mikroskopia atómových síl (AFM). Vedci z CHÚ SAV využívajú tieto metódy pri výskume biosenzorov, štúdiu biomarkerov a ich aplikácii v oblasti glykoprofilovania.

 

   Obr. 4: Laboratórium Odd. glykobiotechnológie CHÚ SAV

Čo je to biosenzor? Biosenzor je miniaturizované bioanalytické zariadenie, ktoré využíva špecifické biologické väzby na detekciu napr. už spomínaných biomarkerov. Biosenzor sa skladá z troch základných komponentov – z biorozpoznávacej zložky, prevodníku a detektora. Biorozpoznávací element (lektín, enzým, protilátka atď.) interaguje s analytom biologického pôvodu (biomarker v krvi) a je úzko prepojený s prevodníkom, ktorý prevádza interakciu na merateľný fyzikálny signál. Podľa typu prevodníku rozdeľujeme biosenzory na elektrochemické, optické, termické atď. Poslednou časťou biosenzoru je detektor, ktorý tento fyzikálny signál vyhodnocuje. Príkladom biosenzoru je glukomer, ktorý meria hladinu glukózy v krvi diabetikov.

 

 Obr. 5.: schéma biosenzoru

Čo sú to lektíny? Lektíny sú (glyko) proteíny, ktoré sú schopné špecificky rozpoznávať a viazať sacharidy v glykoproteínoch, glykolipidoch či oligosacharidoch. Táto biorozpoznávacia vlastnosť lektínov sa využíva práve v konštrukcii biosenzorových zariadení založených na lektínoch. Vďaka schopnosti rozlíšiť rozdiely v štruktúre sacharidov sa lektíny používajú ako nástroj pre detekciu glykozylačných zmien na nádorovo špecifických proteínoch.

Čo sú to glykozylačné zmeny? Glykozylačné zmeny patria medzi najčastejšie post-translačné modifikácie proteínov, pričom viac ako 50 % proteínov v ľudskom tele je glykozylovaných. Dnes vieme, že pri karcinogenéze dochádza k zvýšeniu alebo zníženiu obsahu sacharidov na povrchu proteínov. Sledovaním týchto abnormalít môžeme stanoviť to, aké sacharidy sa na daných proteínoch-biomarkeroch vyskytujú, rozlíšiť fyziologický a patologický stav pacienta, či určiť štádium progresu choroby.

Aký je prínos projektu do budúcna? Projekt nám pomôže lepšie pochopiť klinický význam biomarkerov rakoviny prostaty a objasniť ich funkcie v ľudskom organizme, zlepší citlivosť, selektivitu a samotnú rýchlosť analýz. Taktiež bude vyvíjať tzv. lab-on-chip zariadenie, ktoré má nespornú výhodu v tom, že je treba len minimálne množstvo klinických vzoriek pre včasnú detekciu tohto ochorenia.

Pripravili: Ing. Pavel Damborský a Ing. Štefan Belický

(MI)

Kľúčové slová:
zdravotné vedy, biotechnológie v zdravotníctve

Odbory vedy a techniky:
Technické vedy, Lekárske vedy

Tlač