dopamin, serotonin, adrenalin... Den mänskliga hjärnans smidiga funktion beror på deras korrekta proportioner. Eventuella störningar betyder sjukdomar. Det är därför det är så viktigt att kunna upptäcka dessa störningar så tidigt som möjligt – innan några synliga symtom uppträder. Detta kommer att vara möjligt snabbt, enkelt och billigt tack vare arbetet från ett team av forskare under ledning av professor Martin Jönsson-Niedziócka från IPC PAS.

"Vi strävar efter att upptäcka signalsubstanser i de lägsta koncentrationerna och utan ytterligare provberedning, " säger författaren till verket publicerat i Analytisk kemi , Magdalena Kundys-Siedlecka. "I tidningen vi just har publicerat, Jag bevisade att jag i musserum (dvs blod utan de röda blodkropparna) kan detektera serotonin i koncentrationer som är lika låga som de som finns fysiologiskt."

Serotonin kallas ibland lyckohormonet, så det verkade rimligt att fråga om mössen som användes i studien var glada eller olyckliga?

"Det verkar för mig att mössen vi studerade var ... helt vanliga, " svarar forskargruppens chef professor Martin Jönsson-Niedziócka med ett skratt, "Varken glad eller olycklig, och deras serotoninnivåer var statistiskt normala."

Varifrån kom idén till denna metod? "För det första, vi ville upptäcka många signalsubstanser samtidigt i ett prov, " förklarar Magdalena Kundys-Siedlecka. "För det andra, i låg, fysiologiska koncentrationer, så att alla möjliga sjukdomar kunde upptäckas tidigt. För det tredje – i ett prov som behöver minsta möjliga bearbetning – samla in prover av blod, saliv, eller, till exempel, cerebrospinalvätska och upptäcka signalsubstanserna i dem utan mycket ytterligare förberedelser."

Det sägs att, till exempel, Alzheimers sjukdom orsakas av en brist på dopamin i specifika delar av hjärnan, men i verkligheten, sjukdomsmekanismerna är mycket mer komplicerade. Vanligtvis, det är inte ett överskott eller en brist på endast en signalsubstans som leder till sjukdom, utan snarare fel blandning av dem eller någon annan bakomliggande orsak. Om vi ​​kan ta reda på vad koncentrationerna av de olika ämnena är i ett prov, tagen samtidigt, från samma ställe, vi kan prata mycket mer exakt om vad som egentligen är orsaken till ett eller annat av sjukdomssymtomen.

Hur lyckades våra forskare göra detta? Nyckeln är att röra om provet på en elektrod. Detta tvingar fram snabbare masstransporter. "Vi ökar reaktionseffektiviteten många gånger och påskyndar mätningen", förklarar fru Kundys-Siedlecka stolt. "Detektionsgränsen är extremt låg. Vi kan detektera alla neurotransmittorer som är elektrokemiskt aktiva, det är, genomgår oxidation och reduktion. Jag visar hur man bestämmer två av dem – dopamin och serotonin samtidigt. Jag måste tillägga att vi identifierar dopamin utan att misslyckas, även om den är väldigt lik andra, som adrenalin, noradrenalin eller vissa katekolaminer, " flinar forskaren.

Du kan jämföra detta med att leta efter en nål i en höstack. Provet är en enorm höstack och vi vill hitta nålen. Och det fungerar! Detta är endast möjligt tack vare väl modifierade elektroder som separerar signaler från de olika signalsubstanserna.

Självklart, blodmätningar tillåter endast en mycket ungefärlig bestämning av koncentrationen. Trots allt, det är känt att neurotransmittorer utsöndras i olika delar av hjärnan, såväl som utanför hjärnan. Till exempel, om en given signalsubstans utsöndras i njurarna, då kommer dess koncentration i urin att vara annorlunda än i blodet eller i tårar.

"I nästa steg av vår forskning, vi skulle vilja kontrollera om vår metod upptäcker signalsubstanser i mänskligt blod lika exakt som den gör i möss, " säger forskaren. "Om detta bekräftas, vi kommer att kunna ta ut mindre blod från patienten – bara en droppe (70 mikroliter) kommer att räcka för att fastställa många av dessa substanser, och vårt mål är att upptäcka ännu lägre koncentrationer, som skulle ge oss möjlighet att identifiera, till exempel, dopamin i andra vätskor än blod, de som inte gör ont alls när de tas."

"Vi kan redan upptäcka serotonin i koncentrationer liknande de som finns hos människor, " förklarar professor Jönsson-Niedziócka. "Med dopamin – den mest intressanta av signalsubstanserna – har vi inte klarat oss ännu, och andra har så låga koncentrationer att vi behöver modifiera elektrodytan ytterligare, och förmodligen hela metoden, att med stor sannolikhet säga att vi upptäcker dem i ett oförberedt prov. Vi vet, dock, att vi vid högre koncentrationer redan kan separera serotonin- och dopaminsignaler i samma prov. "

"Vår metod har två fördelar för alla sjukhus som vill använda den:för det första, tid – när det gäller serotonin, det är den snabbaste kända detekteringsmetoden, mindre än en timme från insamling till resultat; väl, om inte provet också behöver transporteras, " specificerar professorn. "För det andra, kostnaden – metoden är billig, och utrustningen kan användas av en tekniker efter en kort tids utbildning."

"Huvudkravet är tålamod, " ler fru Kundys-Siedlecka. Det är överlåtet till oss att vänta med otålighet på resultaten av forskningen från IPC PAS-teamet för att nå sjukhus, för dem att hjälpa till att avslöja mekanismerna för utveckling av sådana sjukdomar som depression och Alzheimers och att förbättra deras behandling.