به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، استرس اکسیداتیو برای ایجاد شرایط مختلف پاتولوژیک از جمله آترواسکلروز ضروری است. با این حال، اثر استرس اکسیداتیو بر آترواسکلروز هنوز مشخص نیست. آرتریواسکلروز (Arteriosclerosis)، یک اصطلاح کلی برای ضخیم‌ شدن و سفتی دیواره سرخرگ است. به‌عبارت دیگر هنگامی‌که عروق و رگ‌ها حالت ارتجاعی خود را ازدست می‌دهند و گاهی قطر عروق تغییر می‌کند. آترواسـکلروز یک پیشـرفت آهسـته و مادام العمر تغییرات در رگ‌های خونی اسـت و ماهیت ایـن رسـوبات از کلسـترول، مـوادچـرب، مـواد زائـد سـلولی، کلسـیم و فیبرین (مـاده لختـه کننده در خون) تشـکیل شـده است.

در گزارش اخیر در نشریه Science Advances، یوان ما و تیمی از دانشمندان شیمی، قلب و عروق و پزشکی در دانشگاه هونان، چین، یک ابزار تشخیصی چندگانه را با تصویربرداری فوتوآکوستیک و آنالیز ادرار برای تعیین مالون دی آلدهید داخل پلاک و ادراری  (MDA) و همچنین محصولات نهایی شناخته شده استرس اکسیداتیو توسعه دادند. این تیم طراحی مولکولی را برای توسعه اولین مولکول نزدیک به مادون قرمز پاسخگو به مالون دی آلدئید (MRM) انجام دادند. این تیم با استفاده از یک نانوکاوشگر فوتوآکوستیک، مالون دی آلدئید داخل پلاک را به عنوان معیاری برای منعکس کننده بار پلاک گزارش کردند. این مولکول MRM  یا مالون دی آلدئید ادرار را با ویژگی عالی تشخیص داد. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری در MDA ادرار بین بزرگسالان سالم و بیماران آترواسکلروتیک وجود دارد. ابزار تشخیصی مالتی پلکس می‌تواند هم سطح استرس اکسیداتیو درون پلاکی و هم سطح استرس اکسیداتیو سیستمیک را در طول پیشرفت پلاک آترواسکلروتیک و درمان دارویی در موش‌های آترواسکلروتیک به عنوان یک معیار تشخیص کمکی امیدوارکننده تشخیص دهد.

آسیب شناسی آترواسکلروز و اندازه گیری آن از طریق استرس اکسیداتیو در کلینیک

بیماری‌های قلبی و عروقی و مغزی یکی از علل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است و تصلب شرایین نقش مهمی‌در تمام مراحل دارد. تشکیل پلاک مشخصه آترواسکلروز در ضایعات مزمن پیشرونده است، در کنار غیرقابل پیش بینی بودن پارگی پلاک که به حوادث شدید قلبی عروقی و عروقی مغز کمک می‌کند. در نتیجه، ارزیابی ویژگی‌های پلاک برای کاهش عوارض مهم است. با این وجود، پیش‌بینی دقیق مرحله پلاک و محل آن برای تعیین روش‌های غیرتهاجمی و قابل اعتماد زیربنایی پلاک‌های پرخطر همچنان چالش برانگیز است. استرس اکسیداتیو در حال حاضر یک نشانگر زیستی مهم آترواسکلروز است که توسط گونه‌های اکسیژن فعال بیش از حد ایجاد می‌شود. التهاب مزمن و حاد دیواره‌های عروقی نیز می‌تواند به طور مشابه استرس اکسیداتیو را برای کمک به ایجاد آترواسکلروز افزایش دهد.

یک نانوکاوشگر فوتوآکوستیک از موش‌های آترواسکلروتیک برای استفاده بالینی

سطوح بالا از استرس اکسیداتیو داخل پلاک می‌تواند باعث آسیب پذیری پلاک شود. در نتیجه، فرآیند ارزیابی استرس اکسیداتیو داخل پلاک می‌تواند به زیست شناسان و پزشکان برای شناسایی پلاک کمک کند. از آنجایی که روش‌های تصویربرداری پزشکی سنتی برای ارزیابی درون پلاک و استرس اکسیداتیو در آترواسکلروز محدود می‌کنند، ما و همکارانش به دنبال معرفی یک ابزار قابل اعتماد در عمل کلینیک بودند. برای انجام این کار، آن‌ها مالون دی آلدئید (MDA) محصول پراکسیداسیون لیپیدی را به دلیل پایداری کافی، به عنوان یک بیومارکر ایده آل استرس اکسیداتیو شناسایی کردند. این تیم یک مولکول پاسخگو به MDA (MRM) را به عنوان یک ابزار تشخیصی چندگانه طراحی کردند. این روش دو کارکرد، تصویربرداری فوتوآکوستیک و آزمایش مالون دی آلدئید ادراری را به همراه داشت. این تیم از نانوکاوشگر فوتوآکوستیک در موش‌های آترواسکلروتیک استفاده کرد تا قابلیت اطمینان آن را در تشخیص استرس اکسیداتیو و ویژگی‌های پلاک در مدل موش آترواسکلروتیک، با پتانسیل برای تشخیص کمکی و سنجش خطر آترواسکلروز در استفاده بالینی نشان دهد.

طراحی، خواص، و محاسبه نظری مولکول مادون قرمز نزدیک

عوامل تصویربرداری فوتوآکوستیک برای بهبود حساسیت تشخیص و ایجاد پروب‌های فعال سازی ضروری هستند. این تیم عوامل فوتوآکوستیک موجود را برای کاربردهای تصویربرداری پزشکی خود با معرفی گروه‌های نیترو به مولکول‌های فلورسنت هموسیانین برای بهبود سیگنال فوتوآکوستیک ضعیف و خاصیت سفیدکننده نوری فلوروفور با جذب مادون قرمز نزدیک و انتشار فلورسانس بهینه کردند. پس از آن، تیم توانایی تبدیل فتوترمال مادون قرمز نزدیک ۱ به ۳ را در رابطه مستقیم با شدت فوتوآکوستیک اندازه‌گیری کرد. برای نشان دادن بهبود پایداری نور با معرفی گروه نیترو، که فرآیند انتقال تابشی را مهار می‌کند.

طراحی و پاسخ مولکول‌های پاسخگو به مالون دی آلدئید

از آنجایی که کاوشگرهای MDA موجود، گسیل فلورسانس با طول موج کوتاه را نشان می‌دهند که منجر به کاهش نفوذ بافت، تداخل پس‌زمینه بالا و نسبت سیگنال به نویز پایین‌تر می‌شود، Ma و تیم از مادون قرمز-2 نزدیک به عنوان داربست فوتوآکوستیک با جذب نزدیک به فروسرخ استفاده کردند. خواص فوتوآکوستیک عالی آن‌ها همچنین هیدرازین جفت کننده مولکول پاسخگو به MDA را با اسید بنزوئیک طراحی کردند تا در نهایت جذب، فلورسانس و سیگنال فوتوآکوستیک را روشن کنند. دانشمندان نشان دادند که چگونه معرفی گروه نیترو پاسخ مولکول‌های پاسخ دهنده به MDA به مالون دی آلدئید را در شرایط اسیدی بسیار بهبود بخشید. نتایج، حساسیت مولکول مالون دی آلدئید را برای تشخیص MDA در شرایط اسیدی ضعیف برجسته کرد. محققان روش‌های آزمایش MDA ادراری را به عنوان یکی از شاخص‌های استرس اکسیداتیو سیستمیک برای به دست آوردن بینشی در مورد پیشرفت آترواسکلروتیک بهینه کردند.

آزمایش سطح مالون دی آلدئید ادرار

در حالی که مالون دی آلدئید ادرار (MDA) را می‌توان با کیت تجاری که در آن اسید تیوباربیتوریک با ترکیب واکنش می‌دهد و TBA-MDA را تشکیل می‌دهد، تشخیص داد، این می‌تواند در تشخیص دقیق مالون دی آلدئید ادرار اختلال ایجاد کند. بنابراین این تیم یک روش تست خاص تری با مولکول پاسخگو به مالون دی آلدئید برای تعیین دقیق ترکیب مورد نظر، بدون دخالت آنالیت‌های خارجی، توسعه دادند. از آنجایی که مالون دی‌آلدئید از قبل در خون وجود دارد، کاوشگر فعلی می‌تواند قبل از رسیدن به پلاک‌ها در خون فعال شود تا منجر به یک سیگنال تصویربرداری نادرست شود. برای جلوگیری از این امر، تیم یک نانوکاوشگر فوتوآکوستیک نسبت سنجی قفل اسیدی طراحی کرد. در مکانیسم عمل خود، نانوکاوشگر فوتو آکوستیک می‌تواند توسط اسیدیته و وجود مالون دی آلدئید در داخل پلاک فعال شود، در حالی که نانوکاوشگر به دلیل PH خنثی خون، خون را بی صدا به گردش در می آورد. دانشمندان تجزیه و تحلیل قابل اعتمادی از خصوصیات پلاک در شرایط محیطی انجام دادند. سطوح بالا از استرس اکسیداتیو در پلاک‌ها می‌تواند منجر به پروتئولیز موضعی، پارگی پلاک و تشکیل ترومبوز در شریان‌های آترواسکلروتیک شود که باعث بروز حوادث قلبی عروقی می‌شود. مطالعه تولید مالون دی‌آلدئید به‌عنوان یک نقطه پایانی مهم است، زیرا این یک نشانگر زیستی از گونه‌های اکسیژن فعال ناشی از استرس اکسیداتیو بالا در طی آترواسکلروز است. این کار قابلیت اطمینان نانوکاوشگر فوتوآکوستیک را برای ایجاد پلی بین استرس اکسیداتیو داخل پلاک و بار پلاک تایید کرد.

تصویربرداری از پیشرفت آترواسکلروتیک در موش

آترواسکلروز یک فرآیند آهسته و بی صدا است که با التهاب مزمن شریانی مشخص می شود و فرصت‌هایی را برای تشخیص قبل از یک رویداد نامطلوب قلبی عروقی ارائه می‌دهد. با این حال تصویربرداری پزشکی سنتی هنوز فقط تشخیص پلاک آترواسکلروتیک پیشرفته را تسهیل می‌کند. بنابراین ما و تیم از نانوکاوشگرهای فوتوآکوستیک برای شناسایی پلاک در موش‌های زنده استفاده کردند تا سیگنال‌های نسبت سنجی قابل اعتماد افزایش مالون دی‌آلدئید داخل پلاک در گروه‌های مختلف آترواسکلروز را برجسته کنند. محققان سپس مالون دی‌آلدئید داخل پلاک و مالون دی‌آلدئید ادراری را در موش‌های مبتلا به آترواسکلروز و عوارض ذات‌الریه تحت نظارت قرار دادند و به دنبال آن نظارت غیرتهاجمی سطوح مالون دی‌آلدئید داخل پلاک و مالون دی‌آلدئید ادرار را در طول درمان دارویی برای بررسی داروی ضد التهابی دقیق برای آترواسکلروز انجام دادند. کار پیش بالینی منجر به ترجمه بالینی آن شد. این تیم متعاقباً مالون دی آلدئید ادراری را در موش و انسان شناسایی کردند تا بیومارکر آترواسکلروتیک دفع شده در ادرار را بررسی کنند. اندازه گیری MDA ادراری سطوح استرس اکسیداتیو سیستمیک را برای تشخیص کمکی آترواسکلروز در مراحل اولیه نشان داد.

چشم انداز

به این ترتیب، یوان ما و همکارانش یک ابزار تشخیصی مالتی پلکس غیرتهاجمی را برای شناسایی قابل اعتماد سطوح MDA داخل پلاک و ادراری برای تعیین استرس اکسیداتیو موضعی و سیستمیک در طول آترواسکلروز گزارش کردند. MDA یک نشانگر زیستی است که معمولاً برای تعیین سطح استرس اکسیداتیو در طول بیماری‌های التهابی استفاده می‌شود، اگرچه ممکن است محدودیت‌هایی برای تشخیص با سن، فعالیت بدنی، رژیم غذایی و سایر عوامل خطر داشته باشد. این تیم آزمایش‌های بیشتری را برای توسعه ابزارهای تشخیصی قابل اعتماد برای تشخیص بیماری پیشنهاد می‌کند.

پایان مطلب./