INTERAKTÍVNA KONFERENCIA
MLADÝCH VEDCOV

Analýza zmien glykánového zloženia sér v súvislosti s tehotenskou cukrovkou pomocou microarray metódy založenej na lektínoch

Lucia Pažitná 1 Kristína Kianičková 1 Paras Kundalia 1 Zorana Dobrijević 2 Nikola Gligorijević 2 Goran Miljuš 2 Ana Penezić 2 Dragana Robajac 2 Miloš Šunderić 2 Olgica Nedić 2 Vesna Mandić Marković 3 Ognjen Radojičić 3 Željko Miković 3 Jaroslav Katrlík 1

1Chemický ústav SAV, Dúbravská cesta 9, 845 38 Bratislava, Slovensko
2Institute for the Application of Nuclear Energy (INEP), University of Belgrade, Banatska 31b, 11000 Belgrade, Serbia
3Faculty of Medicine, University of Belgrade; Gynecology and Obstetrics Clinic "Narodni front", Belgrade, Serbia
pazitna.lucia@gmail.com

Podľa WHO je diabetes jednou z najčastejších príčin úmrtí na svete. V súčasnosti ním trpí približne 442 miliónov ľudí a toto číslo sa neustále zvyšuje [1]. Jedným z typov diabetu je gestačný diabetes mellitus (GDM) nazývaný aj tehotenská cukrovka. Ide o najčastejšiu metabolickú poruchu počas tehotenstva, ktorá ohrozuje nielen zdravie matky, ale aj dieťaťa. Na GDM vplývajú rôzne faktory ako je prostredie, životný štýl, vek, či genetické predispozície [2]. Toto ochorenie sa začalo diagnostikovať pred asi 50 rokmi, avšak doposiaľ neboli zjednotené postupy pre jeho diagnostiku a liečbu [3]. Najčastejšie používaným diagnostickým nástrojom je orálny glukózový tolerančný test (OGTT), ktorý je však pomerne zdĺhavý. V záujme skrátenia času vyžadovaného na diagnostiku a zlepšenia komfortu pacientiek sa neustále hľadajú nové postupy a biomarkery, ktoré by tento proces vylepšili. Medzi biomarkery, ktoré sa javia ako potenciálne vhodné sa radia aj glykány. Ide o zložené cukry prítomné u všetkých živých organizmov, zabezpečujúce mnohé dôležité funkcie. Ich zloženie sa mení v závislosti od rôznych faktorov, medzi ktoré patrí aj nástup a prítomnosť mnohých ochorení. Na základe analýzy glykoproteínov séra a plazmy je možné rozlíšiť jedincov s diabetom typu 1 a jedincov so zvýšeným rizikom diabetu typu 2 [4]. Aj na základe týchto zistení je možné predpokladať, že glykány majú potenciál indikovať aj GDM.

V tejto pilotnej štúdii sme sa zamerali na sledovanie zmien N-glykánového profilu sér tehotných žien s a bez GDM pomocou microarray metódy založenej na lektínoch [5]. Vzorky sér boli nariedené a pomocou bezkontaktného microarray spotera nanesené v triplikátoch na microarray sklíčka. Sklíčka s nanesenými vzorkami boli inkubované najskôr s 20 biotinylovanými lektínmi rôznej glykánovej špecificity a potom s fluorescenčnou značkou konjugovanou so streptavidínom. Vyinkubované sklíčka so vzorkami po interakcii s lektínmi boli merané microarray scannerom a ziskané hodnoty signálov boli normalizované.

Z 20 použitých lektínov vykazovalo dostatočnú intenzitu signálu (S/N > 3), t.j. malo dostatočnú afinitu ku vzorkám 15. Pri porovnaní oboch skupín vzoriek nám vyšiel štatisticky významný rozdiel (p < 0,05) pre interakcie so štyrmi lektínmi, z ktorých však len 2 spĺňali zvolené kritérium pre dostatočnú veľkosť odozvy (> 1,5%): RCA a PHA-E, pričom v oboch prípadoch boli signály vyššie v prípade vzoriek sér tehotných žien bez GDM. Toto by mohlo naznačovať, že pri GDM dochádza v sére k určitému poklesu galaktózových a N-acetylgalatozamínových štruktúr (RCA) a taktiež k poklesu di/tri antenárnych N-glykánov s bisektovaným N-acetylglukozamínom (PHA-E).

Nami vyvinutá metóda sa javí ako vhodná na sledovanie glykozylačných zmien v sére pri sledovaní GDM a výsledky naznačujú možnosť určitých zmien v glykánovom zložení sérových glykoproteínov pri tomto ochorení. Ako ďalší krok bude meraný glykánový profil vo vzorkách plazmy, izolovaného fibrinogénu, a trombocytov a získané výsledky budú navzájom porovnávané s cieľom určiť potenciálne glykánové biomarkery GDM.

Táto práca bola podporená grantami APP0061, APVV DS-FR-19-0034 a MESTDRS 451-03-68/2020-14/200019. Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: CEMBAM - Centrum medicínskeho bioaditívneho výskumu a výroby, ITMS: 313011V358, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
[1] WHO. 2021. Diabetes [cit. 2021-04-29].
[2]  Plows et al., 2018. The Pathophysiology of Gestational Diabetes Mellitus, International Journal of Molecular Sciences, 19, 3342.
[3] McIntyre et al., 2019. Gestational diabetes mellitus.Nature Reviews Disease Primers, 5, 47.
[4] Rudman et al., 2019. Altered N‐glycosylation profiles as potential biomarkers and drug targets in diabetes. FEBS Letters, 593, 1598-1615.
[5] Zámorová et al., 2017. Analysis of changes in the glycan composition of serum, cytosol and membrane glycoprotein biomarkers of colorectal cancer using a lectin-based protein microarray, Analytical Methods, 18, 2660-2666.