Blodmarkörer för hjärnskada påvisar nervcellspåverkan vid kirurgi och anestesi
Blodmarkörer för hjärnskada påvisar nervcellspåverkan vid kirurgi och anestesi
Under de senaste åren har stora framsteg gjorts avseende högkänsliga mätmetoder för proteinkvantifiering i kroppsvätskor. Två nyckelmarkörer för nervcellsskada kan nu mätas i vanliga blodprover. Henrik Zetterberg, professor i neurokemi, Göteborgs universitet och University College London, samt klinisk kemist vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset, berättar här om nya resultat som indikerar att vanlig generell anestesi kan leda till nervcells påverkan eller till och med nervcellsskada.
Neurofilament och tau är strukturella proteiner i nervcellsutskott. Det finns tre olika former av neurofilament som brukar kallas light (NFL), medium (NFM) och heavy (NFH), beroende på hur de vandrar i polyakrylamidgeler. Tau kodas av en gen, men alternativ mRNA-splitsning ger 6 olika isoformer och det finns även en hel del fragment och på andra sätt modifierade former av proteinet. Med hjälp av vanlig enzymelinked immunosorbent assay (ELISA) har vi sedan många år kunnat mäta NFL och total tau (alla tau-isoformer) i ryggvätska. Höga koncentrationer talar för att nervcellsutskott faller sönder. Vid akut nervcellskada får man en snabb ökning av koncentrationerna (inom några dagar) i ryggvätska och sedan normaliseras de över veckor (tau) till några månader (neurofilament). Vid neurodegenerativa tillstånd är markörerna ökade och indikerar sjukdomsintensitet. Höga koncentrationer talar för snabb progress, låga talar för ett mindre aggressivt sjukdomsförlopp. Det finns även intressanta skillnader i hur dessa proteiner uttrycks i hjärnvävnad. Grovkalibriga axoner förefaller särskilt rika på NFL medan tunna, icke-myeliniserade axoner (de man typiskt ser i grå substans) innehåller mycket tau.
MYCKET KÄNSLIG MÄTMETOD
De senaste 5 åren har vi arbetat intensivt med en teknik som kallas Single molecule array (Simoa) på vårt laboratorium. Grundprincipen liknar ELISA; man har en capture-antikropp som fångar in analyten och en detektionsantikropp som binder till en annan del av analyten och är märkt med något som går att mäta. I Simoa används beta-galaktosidas som omvandlar ett substrat till en fluorescerande produkt som kan mätas. Tricket med Simoa är att capture-antikroppen är konjugerad till små magnetiska kulor. Efter inkubering av tre komponenter (capture-antikroppskonjugerade kulor, själva provet och detektionsantikropp med enzym) drar en magnet ner kulorna i mikrobrunnar (rastret av mikrobrunnar ser ut lite som ett kinesiskt schackbräde i miniatyr). En mikrobrunn har en volym på 50 femtoliter vilket är endast lite större än voly men av en kula. Efter tillsats av substratet för enzymet sluts mikrobrunnarna med en oljefilm, varefter man filmar hur individuella brunnar börjar lysa om antigen med detektionsantikropp och enzym finns närvarande. Analyten kan mätas både digitalt (man räknar brunnnar med lysande kulor dividerat med det totala antalet brunnar med kulor, både lysande och icke-lysande) men även analogt (hur mycket en individuell brunn lyser). På så vis kan man få en signal som kan översättas till ett ”average enzyme per bead”-nummer. Upplägget med den i mikrobrunnar ”kompartmentaliserade” detektionsreaktionen gör alltså att man kan räkna individuella molekyler, vilket gör metoden mycket känslig.
