Ett internationellt team av forskare har hittat ett sätt att diagnostisera sjukdom och förutsäga patientresultat helt enkelt genom att mäta otroligt små förändringar i interaktioner mellan molekyler inuti kroppen. Den enkla nya tekniken skulle kunna erbjuda mycket överlägsna förutsägelser av sjukdomens svårighetsgrad i ett stort antal tillstånd med en genetisk komponent, som Alzheimers, autism, cancer, hjärt-kärlsjukdom, diabetes, fetma, schizofreni och depression.

Genmutationer som orsakar sjukdom förändrar fysiskt interaktionen mellan molekyler som celler använder för att kommunicera med varandra. Tills nu, forskare har inte haft något enkelt sätt att mäta de otroligt subtila förändringarna i dessa interaktionskrafter. Men forskaren J. Julius Zhu, Doktorsexamen, vid University of Virginia School of Medicine, och hans medarbetare har utvecklat en metod för att exakt och effektivt beräkna dessa små förändringar. Det är en bedrift som kräver otrolig precision:Kraften mäts vanligtvis i newton - mängden kraft som behövs för att accelerera ett kilogram massa en meter per sekund i kvadrat - men Zhus teknik mäter på en skala av piconewton - en biljondel av en newton.

Zhu, vid UVAs institution för farmakologi, och hans kollegor har använt den nya tekniken för att visa att genmutationer som är ansvariga för psykiska sjukdomar förändrar molekylära interaktioner med några få piconewtons. Dessa små förändringar har då en enorm ringeffekt. Forskarna fann att de molekylära förändringarna leder till skadliga förändringar i hur cellerna kommunicerar - och, i sista hand, i kognitiv förmåga. Genom att mäta de molekylära förändringarna, forskarna kunde förutsäga den resulterande kognitiva försämringen. I huvudsak, forskarna kopplar direkt dessa små molekylära förändringar till stora förändringar i mänskligt beteende.

Zhus tillvägagångssätt representerar en ny användning av ett högteknologiskt vetenskapligt instrument som kallas "optisk pincett" som använder en mycket fokuserad laser för att hålla och flytta mikroskopiska föremål, ungefär som en vanlig pincett kan användas för att greppa och flytta en splitter. Med den optiska pincetten, forskarna kan mäta kraften som krävs för att bryta upp intermolekylära bindningar mellan signalmolekylerna inuti kroppen, så att de kan mäta effekterna av genmutationer hos patienter. Forskarna säger att tekniken är enkel att göra och kommer att dramatiskt förbättra vår förmåga att diagnostisera psykisk ohälsa och många andra sjukdomar.

Forskarna har beskrivit sitt arbete i en artikel publicerad online av den vetenskapliga tidskriften Små .