Chemiometryczna analiza białek bakteryjnych w zastosowaniu w terapii dystrofii mięśniowych

Fizyka Medyczna - Farmacja Fizyczna 2021

Udowodniono, że zjawiska w mikrobiomie zwierząt mogą powodować pojawianie się chorób takich jak powracające infekcje, depresja czy dystrofie mięśniowe. Wiemy również, że bakterie wytwarzają specyficzne białka do komunikacji, tzw. cząsteczki quorum sensing (QSM). Te białka wchodzą w interakcje z komórkami nie-bakteryjnymi w otaczającym ich środowisku i uważa się je za możliwą część mechanizmów etiologii wspomnianych wcześniej chorób. Nie wiemy jednak jakie parametry są ważne w decydowaniu o tym, czy dane białko ma pozytywny czy negatywny wpływ na patogenezę. Celem pracy było znalezienie zbioru zmiennych, którymi można opisać wybrane białka aby sprawdzić ich działanie na kulturach komórek mięśni. Podzielono białka na 6 klas, w zależności od ich działania kultury komórkowe. Te klasy pozwoliły na analizę efektów białek na komórki mięśniowe oraz sprawdzenie, czy obecność niektórych białek może być korzystne w naprawie zmian dystroficznych dzięki predykcjom statystycznym. Do analizy wybrano 68 białek, z których uzyskano 11 parametrów np. żywotność komórek, różnicowanie komórek, zawartość aminokwasów etc. Niestety, te parametry nie były wystarczające do zaobserowawnia clusterowania w PCA i LDA. Aby wliczyć strukturę przestrzenną białek do analizy, dodano symulowane spektra NMR, co znacznie poprawiło clusterowanie w LDA. Pozwoliło to na opisanie 3 clusterów. Pierwszy cluster zawieriał białka o pozytywnym działaniu na komórki mięśniowe i charakteryzowały się dodatnim efektem na żywotność lub różnicowanie komórek albo na obie te zmienne jednocześnie. Drugi cluster zawierał białka o negatywnym działaniu na komórki i charakteryzowały się zwiększaniem produkcji czynników zapalnych oraz ekspresji peptydu współodpowiedzialnego za apoptozę. Trzeci cluster zawierał białka o neutralnym efekcie na kultury komórkowe. Dzięki tej analizie dowiedzieliśmy się które miejsca w QSM mają wpływ na rozdzielenie jednej klasy od drugiej. Jako kolejny krok, chcemy stworzyć Sztuczną Sieć Neuronową, aby przewidywać wpływ nowych białek na komórki mięśni. Kolejne badania nad tym problemem mogłyby pomóc nam klasyfikować bądź nawet tworzyć szczepy probiotycznych bakterii w terapii oraz profilaktyce w chorobach dystroficznych.

Mateusz Jakiel

 Info

Date
28-05-2021 11:15
Duration
15 minut
Location