用于个性化药物的蛋白质分析
关于蛋白质的新知识有助于研究人员为临床实践开发创新的解决方案,例如造福于帕金森病患者。
直到今天,没有一种疗法对所有人都同样有效病人被诊断出患有同样的疾病许多传统疗法仅对有限比例的病例有效。有些病人最初对某种药物有反应,后来却莫名其妙地复发了。一刀切的药物仍然是一个虚幻的梦想。
以帕金森氏症为例:医生通常会开左旋多巴,这种药物可以缓解一些患者的颤抖。然而,在某些情况下,它会加速认知功能的丧失,从而损害而不是改善患者的病情。目前没有一种可用的诊断方法能使医生预测病人如何或是否会对规定的治疗产生反应,或者决定哪些病例需要另一种治疗方法。
帕金森的生物标志物
这是蛋白质科学家Paola Picotti作为ETH领域战略重点领域个性化健康和相关技术(PHRT)的一部分工作的出发点。Picotti是分子系统生物学研究所的教授,他计划建立一个研究项目,为癌症开发生物标志物早期检测帕金森病的亚型分类。底层技术来自蛋白质组学领域。
基因组代表了定义生物体或病毒的一整套遗传信息,而蛋白质组则代表了特定个体在特定时间、特定条件下表达的一整套蛋白质:例如,在健康检查期间记录的患者蛋白质谱。蛋白质及其组成的氨基酸是执行许多不同功能的复杂分子,例如对抗感染(抗体)或调节代谢过程(酶)。蛋白质组学是利用质谱和生物信息学方法来研究蛋白质组的研究领域。
与基因组(生物体DNA序列的完整集合)不同,蛋白质组(生物体中所有蛋白质的统称)会随着环境刺激、疾病和活性药物成分的变化而动态变化。Picotti说:“特定的蛋白质通常提供一个生物体是健康还是生病的指示。”几年前,她为她的新项目奠定了基础蛋白质一种测量方法,不仅可以识别随机生物样本中的所有“正常”蛋白质,还可以识别那些畸形的蛋白质。在设计帕金森病早期诊断系统时,这一点很重要。
据认为,帕金森病是由脑脊液引起的淀粉样斑块在大脑中,这反过来又会损害神经细胞。淀粉样斑块是一团退化的蛋白质,逐渐聚集在一起形成不溶性沉积物。在她对帕金森患者样本的初步研究中,Picotti能够检测到这种缺陷蛋白。然而,测试对象的数量太少,无法产生统计上显著的结果。
作为她寻找用于帕金森早期检测和诊断的生物标志物的下一阶段疾病Picotti现在打算分析和比较两次不同情况下从一大批荷兰患者中获得的样本中的蛋白质:一次是在症状出现后不久,第二次是在十年后。Picotti解释说:“我们正在寻找蛋白质结构变化与认知功能丧失等症状之间的相关性。”该研究还包括健康受试者的对照组。
这位ETH教授希望这能改善帕金森患者的治疗方法。大多数药物都是在体外开发的,即在实验室中开发的,在这个阶段似乎有效,但用于治疗真实患者时往往会失败。Picotti的方法允许候选药物在人体组织上进行测试,并确定它们如何以及是否与蛋白质相互作用。研究结果将使专家能够区分有效和无效的药物,并帮助制定适合个别患者的解决方案。