Nueva técnica produce tesoros de información de muestras óseas a nanoescala

Mayo 20, 2016 Admin Salud 0 1
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Junto con la adición de nuevos e importantes conocimientos en la lucha contra la osteoporosis, esta innovación se abre un nuevo enfoque basado en la proteómica para analizar la calidad del hueso. También podría ayudar el estudio arqueológico y esqueletos humanos forenses.

"Podemos tomar muy pequeñas muestras de hueso dimensiones nanométricas, y para determinar las firmas de proteínas de los huesos", dijo Deepak Vashishth, jefe del Departamento de Ingeniería Biomédica en Rensselaer, quien dirigió el estudio. "Esto es relativamente rápida y fácil para nosotros determinar la historia del hueso - como y cuando se formó -, así como la calidad del hueso, y el riesgo de fractura."




Los resultados del estudio, titulado "Caracterización bioquímica de las principales proteínas de la matriz-Bone Usando nanoescala-tamaño de los huesos Muestras y Proteómica Metodología", fueron publicados en línea a finales de mayo por la revista Molecular y Proteómica Celular. La revista, publicada por la Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular, también contará con el papel en una edición próxima de impresión.

La investigación, financiada por los Institutos Nacionales de Salud, se llevó a cabo en los laboratorios del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios en Rensselaer.

Los huesos están compuestos principalmente por el mineral, con la cantidad restante se compone de material orgánico. La gran mayoría de la materia orgánica es colágeno. El material orgánico no colágeno restante es una mezcla de otras proteínas, que forman una matriz interconectada. La calidad de esta matriz varía enormemente con la edad, la nutrición, y la enfermedad. Vashishth y su grupo de investigación investigan esta matriz ósea para determinar cómo afectan a la interacción y la modificación de proteínas individuales el desarrollo, la estructura y la resistencia ósea global.

Microscopio láser En este estudio, se acoplan captura con varias otras técnicas para crear un método completamente nuevo para el análisis de la matriz ósea. Los rendimientos de análisis de datos de la concentración de proteínas diferentes en la matriz ósea, que a su vez conduce a la información clave para el hueso - como cuando se formó, como se ha cambiado, y si es más o menos propensos a la fractura.

Vashishth dijo que este es un paso importante hacia el aumento de las técnicas de diagnóstico de la osteoporosis actuales, que miden la pérdida ósea y la cantidad de hueso presente, con nuevos, proteómica impulsado por técnicas mínimamente invasivas para la evaluación de la calidad del hueso.

El joven campo de la proteómica se centra en la estructura y función de las proteínas, y está maduro para la innovación, dijo Vashishth. El término "proteómica" se hace eco de las palabras de la genómica, el estudio de los genes. Proteómica trata de decodificar el proteoma humano mediante la documentación de la estructura, la función y las interacciones de las proteínas.

"Esta es una especie de una nueva área, porque fractura ósea siempre se ha mirado desde la perspectiva de calcio de los huesos, un punto de vista mineral, y los métodos de tratamiento de la presente están todos orientados hacia eso", dijo. "En la osteoporosis, se ha prestado muy poca atención a las proteínas óseas. Es por eso que estamos muy entusiasmados con nuestros proteómica basada nueva metodología para leer la proteína de la firma de un hueso, y evaluar la calidad del hueso. Creo que abre una nueva vía para acercarse y estudiar la osteoporosis ".

Como todos los tejidos del cuerpo humano, los huesos se regeneran con el tiempo. Los huesos se regeneran mucho más lento que otros tejidos, sin embargo, y el esqueleto tarda unos 10 años para sustituir gradualmente con nuevo tejido. Las diferentes partes de un hueso regeneran a diferentes velocidades, lo que significa que algunas áreas de un hueso puede ser más viejo y más susceptible a la fractura, mientras que otras áreas del mismo hueso son más recientes y robusto. El más antiguo y el más joven de un hueso tienen diferentes firmas de proteínas y reaccionan de manera diferente a los tratamientos médicos. Vashishth dijo que su nuevo método es una manera fácil de ayudar a diferenciar entre las diferentes áreas de hueso viejo, determinar su calidad, y predecir la susceptibilidad a las fracturas.

Por último, además de llevar en el campo emergente de hueso proteómica y la apertura de nuevas posibilidades para el estudio y tratamiento de la osteoporosis, las conclusiones de Vashishth podrían resultar útiles a investigadores de otras áreas que tienen que ver con el hueso. Los forenses, la biología, la antropología, la arqueología, y otras áreas donde las muestras óseas son verdaderamente rara, pequeña y valiosa probablemente sería útil analizar las firmas de proteína ósea con un daño mínimo a la muestra de hueso, dijo. Esta proteína firma información podría ofrecer nuevas pistas sobre cómo se formaron los huesos, junto con la nutrición y la dieta de estas personas.

Los co-autores del estudio son Wilfredo Colón, profesor en el Departamento de Química y Química Biológica Rensselaer; así como de post-doctorado investigador y estudiante de doctorado Grazyna Sroga Lamya Karim, tanto en el Departamento de Ingeniería Biomédica en Rensselaer.

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