Большинство пациентов сдают образец и мало задумываются о том, что происходит, когда его отправляют в лабораторию для анализа.
Кен Маркус и его ученики – исключения. Они разработали новый метод тестирования, который, по их мнению, снизит затраты, позволит быстрее получать результаты и снизить объем мочи, необходимый для анализа.
Марисса Пирсон, магистрантка, закрывает крышку центрифуги во время работы в лаборатории Университета Клемсона с Кеном Маркусом.
Это отличная новость для пациентов, у которых появляется нервозность, когда медсестра вытаскивает иглу, чтобы взять кровь. Метод, разработанный Маркусом и его учениками, может помочь использовать мочу вместо крови для проверки на другие заболевания.
Например, белки в моче могут помочь обнаружить ранние признаки ишемической болезни сердца, определить, отторгает ли организм пересаженную почку, и показать, есть ли у кого-то сонная болезнь.
По словам Маркуса, проблема с анализом мочи в том, что она залита солью. Выделить белки, которые действуют как биомаркеры, может быть непросто. Эти биомаркеры являются подсказками, которые говорят о том, болен ли пациент или принял лекарство.
«Из вас выходит почти морская вода, и я пытаюсь найти что-то гораздо меньшее, чем иголка в стоге сена», – сказал Маркус. "Концентрация этих белков составляла бы одну миллиардную долю."
Магический ингредиент в исследованиях группы выглядит как веревка для воздушного змея, но это не обычная веревка. Изготовлен из полимерных волокон с капиллярными каналами.
В рамках исследования Маркус и его ученики упаковали волокна в пластиковые пробирки, а затем пропустили образцы мочи через пробирки, вращая их в центрифуге в течение 30 секунд.
Затем исследователи пропустили через трубки деионизированную воду в течение минуты, чтобы смыть соль и другие загрязнения.
Белки гидрофобны, поэтому они остаются прилипшими к волокнам. Исследователи извлекли белки, пропустив растворитель через пробирки в центрифуге в течение 30 секунд.
Когда все было сделано, исследователи остались с очищенными белками, которые можно было хранить в пластиковом флаконе и охлаждать до тех пор, пока не придет время для тестирования. Команда смогла извлечь 12 образцов примерно за пять минут, ограничиваясь только емкостью центрифуги.
В широко используемых сейчас анализах мочи полимерные шарики извлекают белки.
«Разница в том, что наш меньше, быстрее и дешевле», – сказал Маркус.
Работа команды была недавно опубликована в журнале Proteomics-Clinical Applications. Авторами были Бенджамин Т. Манард, Сара М.ЧАС. Джонс и Маркус.
В обзоре статьи профессор Юхэ Гао из Пекинского педагогического университета написал, что этот метод «может иметь более серьезные последствия, чем утверждали авторы, просто потому, что моча важнее, чем думают большинство исследователей биомаркеров."
Различные механизмы в организме ограничивают изменения в крови.
Моча, однако, «накапливает все виды изменений и должна быть лучшим источником биомаркеров, чем кровь», – писал Гао.
Кроме того, он писал, что моча – это наиболее легко получаемая телесная жидкость.
Пот также можно получить неинвазивным путем, но он может быть не таким информативным и не содержать загрязняющих веществ, как моча, пишет Гао.
По словам Маркуса, новый метод также должен упростить анализ образцов мочи младенцев. Одна из проблем сейчас – получить достаточно большую выборку.
Но для нового метода требуется всего несколько микролитров мочи.
Исследование длилось около десяти лет, и на протяжении многих лет над ним работали разные студенты.
Они включают W. Клэй Дэвис, Dwella M. Нельсон, Брэд Книппель, Рэйман Д. Станнель, Кристин М. Страут, Тим М. Брюэр, Дженнифер Дж. Питтман, Манодж Рандуну, Бенджамин Т. Манард, Кэролайн Кью. Бёрдетт и Эбби Дж.
Шадок-Хьюитт.
Для Маркуса самое важное – создать исследовательскую среду, в которой будут готовиться хорошо подготовленные выпускники.
Маркус, профессор аналитической химии, сказал, что он защитил 33 кандидата наук.D. студенты, более половины из которых будут работать в национальных лабораториях.
Другие работают в промышленности и в Центрах по контролю и профилактике заболеваний. Третьи в его лаборатории сосредоточены на разработке аналитических методов для ядерной криминалистики после взрыва.
«Я горжусь тем, что выставляю этих людей и вижу, что они получают действительно хорошую работу», – сказал Маркус.
Марисса Пирсон, магистрантка из Питтсбурга, входит в последнюю группу студентов, которые работают в лаборатории Маркуса. Недавно утром она помещала образцы в центрифугу.
"Это действительно отличное место для работы", – сказала она. "Приятно знать, что люди будут использовать это."
Карл Дитер, заведующий кафедрой химии, сказал, что отрадно видеть профессора, столь увлеченного своими учениками.
«Кен создал ученых, сделавших захватывающую и впечатляющую карьеру», – сказал Дитер. "Когда они заканчивают учебу, они готовы получить одни из самых желанных рабочих мест в своей области и немедленно вносить свой вклад."