Nová platforma by mohla urychlit diagnostiku Alzheimerovy choroby

V čem tkví problém

Alzheimerova nemoc tvoří celosvětově asi 60–70 % případů demence. Jelikož na ni stále neexistuje žádný zásadní lék, je nezbytné její co nejčasnější diagnostikování. AD prokazují především pozitronová emisní tomografie (PET) a magnetická rezonance (MRI), ty jsou ovšem velmi nákladné, nejsou dostupné všude, a navíc mohou AD detekovat později, než by bylo třeba.

Testům biomarkerů AD v tělních tekutinách zatím chybí dostatečná přesnost. Například včasné posouzení progrese AD umožňuje výpočet poměru koncentrací amyloidů beta (Aβ) 42 a 40 (Aβ42/Aβ40) v tělních tekutinách (krvi, mozkomíšním moku aj.). Je-li ale jejich koncentrace extrémně nízká, pro konvenční metody (ELISA) bývá oříšek detekovat je souběžně a přesně. Řešení znamenají multiplexní senzorové platformy, ty ovšem scházejí a jejich vývoj představuje výzvu.

Princip nového nástroje

Zmíněná korejská multiplexní digitální senzorová platforma je založená na Ramanově spektroskopii se signálem zesíleným díky kovovým nanočásticím schopným koncentrovat dopadající světlo do těsné blízkosti povrchu (SERS – surface enhanced Raman scattering). 

Výzkumný tým vyvinul více typů zlatých nanočástic s průřezem ve tvaru slunečnice, přičemž je ošetřeno, aby každá produkovala silné a jednotné signály SERS. tyto nanočástice jsou připojeny k tzv. detektorové protilátce specifické pro peptid Aβ42 či Aβ40. Peptidy přitom zachycuje vazebná protilátka na povrchu senzoru za vzniku „sendviče“, podobně jako u konvenční metody ELISA. SERS próby jsou však schopné signál mnohonásobně zesílit a platforma tak má výrazně vyšší citlivost.

Výsledná platforma detekovala Aβ42 a Aβ40 v širokém rozmezí koncentrací 10⁻⁸ až 10⁻¹³ g/ml. Vypočtený limit detekce pro protein Aβ42 byl 8,7 × 10⁻¹⁷ g/ml a pro Aβ40 1,0 × 10⁻¹⁵ g/ml, což je přibližně o 3 řády lepší než u konvenční analýzy pomocí metody ELISA.

Ačkoli v této studii nebyly testovány klinické vzorky, potvrdila se její spolehlivost v různých matricích vzorků. Přesně kvantifikovat Aβ42 a Aβ40 na klinicky relevantních úrovních by měla umět i v mozkomíšním moku a krevní plazmě. 

Univerzálnost a nízké náklady

Do budoucna by tato technika mohla umožnit simultánní kvantifikaci biomarkerů AD v klinických vzorcích a účinnou detekci časných změn poměru Aβ42/Aβ40 pro hodnocení rizika AD. Kromě toho autoři předpokládají, že bude použitelná u různých onemocnění, kde je klíčová souběžná detekce a kvantifikace více biomarkerů.

Výhodou by měly být i nízké náklady, což dovoluje sériovou výrobu a flexibilní přizpůsobení široké škále biomarkerů. Díky vysoké univerzálnosti a silnému potenciálu pro včasnou a rychlou diagnostiku in vitro je využitelná třeba i v onkologii či u neurologických poruch a infekčních onemocnění.

(esr)

Zdroje:
1. Shim J. E., Kim Y. J., Hahm E. et al. Ultrasensitive SERS nanoprobe-based multiplexed digital sensing platform for the simultaneous quantification of Alzheimer's disease biomarkers. Biosens Bioelectron 2025 Apr 15; 274 : 117216, doi: 10.1016/j.bios.2025.117216.
2. A new era in Alzheimer’s detection: KRISS’s ultrasensitive diagnostic platform. Korea Research Institute of Standards and Science, 2025 Aug 14. Dostupné na: www.kriss.re.kr