กรดเมทิลมาโลนิก (MMA) เป็นภาวะจีโนมที่พบได้ยากซึ่งขัดขวางการเผาผลาญโปรตีนและไขมันตามปกติ ส่งผลให้เกิดการสะสมของกรดเมทิลมาโลนิกที่เป็นพิษในร่างกาย การสะสมนี้อาจนำไปสู่ความบกพร่องของไตที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ความผิดปกติของตับจากการเผาผลาญ ตับอ่อนอักเสบ ความบกพร่องทางสติปัญญา และในที่สุด หากไม่มีการรักษา อาจถึงแก่ชีวิต
นักวิจัยจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติได้พัฒนา
การทดสอบลมหายใจสำหรับ MMA โดยใช้ตัวติดตามไอโซโทปที่มีความเสถียร (ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) ที่ปลอดภัย (ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในพันธุศาสตร์ในการแพทย์ การทดสอบนี้สามารถช่วยให้แพทย์ระบุความรุนแรงของความผิดปกติและแนวโน้มในการปรับปรุงโรคภายหลังการรักษาได้
รูปแบบเฉพาะของ MMA เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่สร้างรหัสเอนไซม์ methylmalonyl-CoA mutase (MMUT) ในตับ ซึ่งจำเป็นสำหรับการเผาผลาญกรดอะมิโน กรดไขมัน และคอเลสเตอรอล อันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ ผู้ป่วยที่มี MMA ล้มเหลวในการออกซิไดซ์โพรพิโอเนต (ผลพลอยได้จากการเผาผลาญที่เกิดจากการสลายตัวของอาหาร) ไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ในระหว่างการผลิตพลังงาน ในกรณีที่รุนแรงกว่านั้น การกลายพันธุ์อาจส่งผลให้การทำงานของเอนไซม์บกพร่องบางส่วน ในกรณีที่รุนแรงกว่านั้น จะนำไปสู่การไม่มีกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับอัตราการตายสูง
ความซับซ้อนของการเผาผลาญทำให้การประเมินซับซ้อน
ในปัจจุบัน MMA ยังคงรักษาไม่หาย ดังนั้นบุคคลที่ได้รับผลกระทบจึงควบคุมอาการของตนเองได้ด้วยการจำกัดอาหาร ซึ่งประกอบด้วยอาหารพิเศษที่ควบคุมด้วยโปรตีนและอาหารเสริมวิตามิน อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่รุนแรง ผู้ป่วยจำเป็นต้องปลูกถ่ายตับหรือตับและไตร่วมกันเพื่อให้ระบบเผาผลาญมีเสถียรภาพ แนวทางการรักษาทางเลือก รวมทั้งการบำบัดด้วยยีนหรือการแก้ไขจีโนม มุ่งหมายเพื่อฟื้นฟูการทำงานของเอนไซม์
ผู้เขียนอาวุโส Charles Vendittiจาก National Human
Genome Research Institute ( NHGRI ) อธิบายว่า “ความผันผวนอย่างมากของสารเมตาบอลิซึมในร่างกายของผู้ป่วยทำให้เราบอกได้ยากว่าการรักษาเช่นการแก้ไขจีโนมและการปลูกถ่ายมีแนวโน้มที่จะประสบความสำเร็จหรือ ไม่ “แทนที่จะดูที่ระดับ เราตัดสินใจวัดการเผาผลาญด้วยตัวมันเอง”
เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ทีมสหสาขาวิชาชีพ – จากสถาบันโรคเบาหวานแห่งชาติและการย่อยอาหารและโรคไตสถาบันสุขภาพจิตแห่งชาติและ NHGRI ได้ตรวจสอบอัตราการออกซิเดชันของ propionate ต่อ CO 2ในผู้ป่วย MMA เพื่อเปรียบเทียบการทำงานของ MMUT ระหว่างบุคคล มีและไม่มีการรักษา
Charles Venditti และทีมการทดสอบลมหายใจแบบไม่รุกรานประเมิน MMA
Irini Manoli ผู้เขียนร่วม จาก NHGRI กล่าวว่า “เราต้องการวัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่หายใจออกเนื่องจากเราวางแผนที่จะใช้การทดสอบลมหายใจเพื่อติดตามการเกิดออกซิเดชันของโพรพิโอเนตด้วยวิธีที่ไม่รุกราน “เคล็ดลับคือการ ‘ทำเครื่องหมาย’ คาร์บอนไดออกไซด์อย่างใดเพื่อให้เราสามารถดูว่าผู้ป่วยรายใดไม่สามารถออกซิไดซ์ propionate ได้เนื่องจากโปรตีน MMUT ผิดพลาด”
นักวิจัยได้รวบรวมและวิเคราะห์ตัวอย่างลมหายใจจากผู้ป่วยโรค MMA 57 ราย ซึ่งรวมถึงผู้รับการปลูกถ่าย 19 ราย รวมทั้งกลุ่มควบคุมที่มีอาสาสมัครสุขภาพดี 16 ราย ผู้เข้าร่วมทุกคนได้รับโพรพิโอเนตที่มีฉลากคาร์บอน-13 (1-13 ซี -โพรพิโอเนต) ละลายในน้ำ โดยการดื่มหรือผ่านทางท่อให้อาหาร เนื่องจาก CO 2ทั่วไป12ถูกปลดปล่อยออกมาผ่านกระบวนการเผาผลาญของมนุษย์ การใช้13 C นี้ช่วยให้สามารถตรวจจับขนาดยาโพรพิโอเนตที่บริหารให้และออกซิเดชันได้อย่างชัดเจน ระหว่างสองนาทีถึงสองชั่วโมงหลังการให้ยา นักวิจัยได้เก็บตัวอย่างการหายใจออกและกำหนดระดับ13 CO 2ที่สัมพันธ์กับ12 CO 2.
เก็บตัวอย่างลมหายใจ
ทีมงานเก็บตัวอย่างลมหายใจ ณ จุดเวลาที่กำหนดโดยใช้ชุดเก็บตัวอย่างลมหายใจแบบใช้แล้วทิ้ง (ชุดทดสอบลมหายใจ EasySampler ซ้าย) ก่อนวิเคราะห์โดยใช้อุปกรณ์ BreathID Exalenz (ขวา) (มารยาท: CC-BY 4.0/ Genet. Med. 10.1038/s41436-021-01143-8)
ผลการศึกษาพบว่า ผู้ป่วยที่มี MMA รุนแรงมี propionate oxidation ต่ำกว่ากลุ่มควบคุม ในขณะที่การเกิดออกซิเดชันนั้นใกล้เคียงปกติในผู้ป่วยที่มี MMA subtypes ที่ไม่รุนแรง นักวิจัยยังพบว่า 1-13 C -propionate oxidation ได้รับการฟื้นฟูเพื่อควบคุมระดับในผู้รับการปลูกถ่ายตับ ผลการทดสอบลมหายใจยังมีความสัมพันธ์กับเครื่องหมายทางคลินิกและห้องปฏิบัติการสำหรับความรุนแรงของโรค
นักวิจัยตั้งเป้าที่จะทำการศึกษาเพิ่มเติมโดยใช้การ ทดสอบลมหายใจ C-propionate 1-13เพื่อประเมินการตอบสนองต่อกิจกรรมของเอนไซม์ต่อการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่ตับ
“ตัวแยกลำแสง” ที่ใช้กราฟีนสำหรับกระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยนักวิจัยในฝรั่งเศส เกาหลีใต้ และญี่ปุ่น สร้างขึ้นโดยPreden Roulleauแห่งมหาวิทยาลัยปารีสและเพื่อนร่วมงาน การทำงานของอุปกรณ์ที่ปรับแต่งได้นี้เปรียบได้กับเครื่องวัดระยะใกล้แบบออปติคัล เทคโนโลยีนี้สามารถเปิดใช้งานการแทรกสอดของอิเล็กตรอนในนาโนเทคโนโลยีและการคำนวณควอนตัมได้ในไม่ช้า
ออปติคัลอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์จะแยกลำแสงออกเป็นสองส่วน โดยส่งลำแสงแต่ละลำออกไปในเส้นทางที่ต่างกันออกไปก่อนที่จะรวมลำแสงที่เครื่องตรวจจับอีกครั้ง การรบกวนที่วัดได้ของลำแสงที่เครื่องตรวจจับสามารถใช้เพื่อตรวจจับความแตกต่างเล็กน้อยในความยาวของทั้งสองเส้นทาง เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักฟิสิกส์เริ่มสนใจที่จะทำสิ่งเดียวกันกับกระแสของอิเล็กตรอนในอุปกรณ์โซลิดสเตต โดยใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมเหมือนคลื่นในโลกควอนตัม
กราฟีนเป็นแผ่นคาร์บอนที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการทำให้เกิด “เลนส์ควอนตัมอิเล็กตรอน” ดังกล่าว อันที่จริง นักวิจัยได้ใช้วัสดุนี้เพื่อสร้างอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบอิเล็กตรอนอย่างง่ายแล้ว ตอนนี้ ทีมงานของ Roulleau ได้สร้างตัวแยกลำแสงอิเล็กตรอนแบบปรับได้อย่างเต็มที่ ซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น มันใช้ประโยชน์จากผลกระทบของควอนตัมฮอลล์โดยการใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงตั้งฉากกับแผ่นกราฟีนจะทำให้กระแสอิเล็กตรอนไหลไปรอบ ๆ ขอบของแผ่น
Credit : cateringiperque.com cdmasternow.com cheaplinksoflondonshop.com conviviosfraternos.com
