دانشمندان یک پپتید ساخته اند که به پروتئین کالپروتکتین، نشانگر اختلالات التهابی عمده متصل می شود و نشان داده است که برای آزمایش های تشخیصی مناسب است. استفاده از پپتیدهای مصنوعی برای سنجش نشانگرهای بیماری بسیار مورد توجه است زیرا دقیق تر، قوی تر و ارزان تر از آنتی بادی هایی هستند که معمولاً در آزمایش های تشخیصی استفاده می شوند.
اختلالات التهابی رایج مانند کولیت اولسراتیو و بیماری کرون را می توان با اندازه گیری پروتئین کالپروتکتین در نمونه های مدفوع تشخیص یا نظارت کرد، در حالی که سطوح سرمی کالپروتکتین را می توان برای نظارت بر وضعیت التهاب در آرتریت روماتوئید استفاده کرد. غلظت کالپروتکتین در نمونه‌های بیمار معمولاً با استفاده از آنتی‌بادی‌هایی که پروتئین را متصل و شناسایی می‌کنند، تعیین می‌شود، به‌عنوان مثال در سنجش‌های جریان جانبی مانند کیت‌های تست کووید-۱۹ خانگی که اکنون بسیار آشنا هستند.
اما در مورد سنجش کالپروتکتین مبتنی بر آنتی بادی مشکلی وجود دارد: نتایج بسته به نوع آنتی بادی و روش مورد استفاده می تواند متفاوت باشد. این به این دلیل اتفاق می‌افتد که ممکن است آنتی‌بادی‌ها به نقاط مختلف پروتئین متصل شوند یا ترکیب یکنواختی نداشته باشند. آنتی بادی ها همچنین می توانند در طول زمان به دلیل باز شدن یا بارش غیرفعال شوند.
یکی از راه حل های ممکن استفاده از پپتیدها به جای آنتی بادی ها برای شناسایی و اندازه گیری نشانگرهای بیماری مانند کالپروتکتین است. پپتیدها توالی‌هایی متشکل از 50 اسید آمینه هستند که می‌توانند به پروتئین‌هایی با میل ترکیبی و انتخاب‌پذیری بالا متصل شوند، اما برخلاف آنتی‌بادی‌ها، می‌توان آنها را به صورت شیمیایی با خلوص و همگنی بالا تولید کرد. علاوه بر این، پپتیدها در طول زمان پایدار هستند، تولید ارزان‌تر از آنتی‌بادی‌ها و با تنوع بین دسته‌ای پایین‌تر هستند، و می‌توان آنها را به یک مکان خاص روی یک سطح متصل کرد که به طور قابل‌توجهی توسعه سنجش تشخیصی را ساده‌تر می‌کند، زیرا امکان دقیق‌تر و کنترل‌شده‌تری را فراهم می‌کند. روشی برای تشخیص بیومارکرها
با این ایده، کریستین گرهولد، CTO شرکت تشخیصی BÜHLMANN، با گروه پروفسور کریستین هاینس در EPFL برای توسعه لیگاندهای کالپروتکتین انسانی بر اساس پپتیدها کار کرد. از کتابخانه ای متشکل از بیش از 500 میلیارد پپتید مختلف، کریستینا دیاز-پرلاس، یک فوق دکتر در گروه هاینیس، چندین چسب کالپروتکتین را جدا کرد و نشان داد که این پپتیدها برای تعیین کمیت کالپروتکتین در سنجش های جریان جانبی ساده شده مناسب هستند. بهترین پپتید دارای ثابت تفکیک 26 نانومولار بود – معیاری برای چگونگی اتصال محکم آن به کالپروتکتین، که آن را کاندید خوبی برای آزمایش‌های تشخیصی می‌کند.
این پپتید نه تنها به سطح وسیعی از کالپروتکتین، بلکه به شکل خاصی از کالپروتکتین که گونه مربوطه در نمونه های بیمار است، متصل می شود. تحت راهنمایی بنجامین ریکن در BÜHLMANN، این پپتید در نهایت در کاست های جریان جانبی مونتاژ شده به صورت حرفه ای آزمایش شد و دریافت که برای تشخیص دقیق و تعیین کمیت کالپروتکتین مناسب است. در یک مطالعه اثبات مفهوم، از این تنظیم برای تعیین کمیت غلظت کالپروتکتین در سرم به‌دست‌آمده از نمونه‌های خون بیمار استفاده شد.
پپتید توسعه یافته اولین معرف ترکیبی مصنوعی است که می تواند علیه نشانگر زیستی کالپروتکتین تولید شود.
تیم‌های EPFL و BÜHLMANN در حال حاضر آزمایش‌های بیشتری را با پپتید مخصوص کالپروتکتین انجام می‌دهند تا این سنجش را به محصولی تبدیل کنند که می‌تواند قدرت تشخیصی این بیومارکر مهم را به سطح جدیدی برای کمک به بیماران مبتلا به بیماری‌های التهابی برساند.
پروفسور کریستین هاینس، EPFL
کریستین گرهولد می افزاید: “این همکاری از دانش BÜHLMANN برای تولید و مدیریت نشانگر زیستی و تخصص تیم EPFL برای تولید و غربالگری کتابخانه های ترکیبی بزرگی از پپتیدها با نمایش فاژ بهره برد.”
منبع:
Ecole Polytechnique Fédérale de Lozanne
مرجع مجله:
دیاز-پرلاس، سی. و همکاران (2023) پپتیدهای با میل ترکیبی بالا علیه کالپروتکتین و کاربرد آنها به عنوان لیگاندهای مصنوعی در سنجش های تشخیصی توسعه یافتند. ارتباطات طبیعت doi.org/10.1038/s41467-023-38075-7.