„Badania metabolomiczne i proteomiczne w połączeniu z nowoczesnymi technikami obrazowania rezonansem magnetycznym w poszukiwaniu mechanizmów uszkodzenia mózgu u noworodków urodzonych przedwcześnie i w fizjologicznym terminie porodu”to tytuł projektu, który przez ostatnie 5 lat realizowany był na Wydziale Lekarskim UJ CM i w Uniwersyteckim Szpitalu Dziecięcym w zespole prof. Przemko Kwinty, kierownika Katedry Pediatrii UJ CM.
W trakcie tych kilku lat przeanalizowano próbki moczu ponad 120 noworodków – zarówno wcześniaków, jak i dzieci urodzonych o czasie – wykorzystując najnowocześniejsze techniki proteomiki i metabolomiki w laboratoriach CDT-CARD. Pozwoliło to zajrzeć w głąb procesów biologicznych zachodzących w pierwszych dniach życia.
Wyniki pokazały, że:
- wcześniaki różnią się od dzieci donoszonych już od pierwszych dni po urodzeniu pod względem składu białek i metabolitów w moczu, co odzwierciedla niedojrzałość ich układu odpornościowego, krzepnięcia i metabolizmu;
- u dzieci z uszkodzeniem mózgu zachodzą trwałe i charakterystyczne zmiany w moczu, m.in. spada poziom białek budujących macierz mózgową (neurokan, agrekan, brewikan), a rośnie poziom cząsteczek związanych ze stresem komórkowym i stanem zapalnym (FABP);
- u noworodków z niedotlenieniem okołoporodowym w moczu pojawia się prawdziwa „burza biochemiczna” związana ze stresem oksydacyjnym i masywnym uszkodzeniem komórek. Równocześnie aktywują się naturalne procesy naprawcze, takie jak neutralizacja hemu uwalnianego z krwinek.
Jednym z najbardziej obiecujących biomarkerów okazał się stosunek mleczanu do kreatyniny w moczu (ULCR): u wcześniaków z ciężkim uszkodzeniem mózgu jego wartość gwałtownie rosła już w 2. i 3. dobie życia i wskaźnik ten silnie korelował z nieprawidłowościami widocznymi później w badaniu rezonansu magnetycznego mózgu i spektroskopii rezonansu magnetycznego.
Tak proste i tanie badanie mogłoby w przyszłości trafić do rutynowej diagnostyki w oddziałach intensywnej terapii noworodków.
Projekt pokazał również wyraźnie, że mózg wcześniaka choruje inaczej niż mózg noworodka z niedotlenieniem. Wcześniaki z uszkodzeniem mózgu wykazują metabolizm wskazujący na wieloetapowe, przewlekłe zaburzenia, w tym długotrwały stres energetyczny i nieprawidłową mielinizację, a dzieci po niedotlenieniu mają z kolei bardziej „nagłą”, burzliwą reakcję związaną ze stresem oksydacyjnym.
Różnice te były uchwytne nie tylko w moczu, ale też w badaniach spektroskopii rezonansu magnetycznego, które ujawniły charakterystyczne odchylenia w metabolizmie wzgórza – kluczowej struktury pełniącej rolę centrum przekaźnikowego mózgu.
Projekt otwiera drogę do stworzenia nowej generacji biomarkerów pozwalających przewidywać uszkodzenia mózgu jeszcze zanim staną się widoczne w MRI, a to w przyszłości może pomóc w wdrażaniu terapii w najbardziej wrażliwym okresie.
To jeden z pierwszych tak kompleksowych projektów, łączących metabolomikę, proteomikę i obrazowanie mózgu w badaniach nad najmłodszymi i najbardziej wrażliwymi pacjentami.
Projekt realizowany był w latach 2021-2026 w ramach umowy z Narodowym Centrum Nauki (nr umowy: 2020/37/B/NZ5/01099)
