Uloshengitysilman partikkelit - proteiinianalyysit - Vuori, Marjut (My University, 2025)
Tausta Tämä tutkimus luonnehtii uloshengitysilman partikkeleita (particles in exhaled air, PExA) lapsilla. Aiemmin vastaavaa tutkimusta ei lasten uloshengitysilman partikkelien osalta ole tehty. Tämä tutkimus keskittyy uloshengitysilman partikkeleiden osalta tarkemmin proteiineihin. Tässä tutkimuksessa tunnistetaan ja kuvataan tärkeimmät proteiinit nestekromatografia-massaspektrometrillä (LCMS) erikseen terveillä sekä astmaa sairastavilla lapsilla, jonka jälkeen saadut havainnot liitetään astmaattiseen tulehdukseen. Hengitysteiden tulehdus sekä tukkeutuminen on tyypillistä astmassa ja erityisesti astmaa sairastavilla lapsilla tulehdus ja tukkeutuminen sijaitsee pienissä hengitysteissä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on määrittää uloshengitysilman sisältämät proteiinit terveillä ja astmaa sairastavilla lapsilla ja havaita proteiinien joukosta ne proteiinit, jotka viittaavat mahdollisesti astmaattiseen tulehdukseen. Menetelmät Tutkimukseen osallistui yhteensä 49 lasta. Lapsista 31 sairasti astmaa tai tulivat astmaepäilyinä keuhkojentoimintakokeisiin ja 18 oli terveitä. Astmaa sairastavien lasten keski-ikä oli 10,5 vuotta, kun taas terveiden lasten keski-ikä oli 12.5 vuotta. Tutkimuksiin osallistuville tehtiin keuhkojen toimintatutkimukset joko spirometrialla tai impulssioskillometrialla, jonka lisäksi uloshengitysilman partikkelit (PExA) kerättiin ennen (näyte A) ja keuhkoputkia avaavan lääkityksen annon jälkeen (näyte B). Hiukkasten keräämiseen käytettiin erityistä laitteistoa ja hengitystekniikkaa PExA 1.0: lla (PExA, Ruotsi). Proteiinit alkyylikäsiteltiin, eroteltiin nestekromatografialla ja analysoitiin massaspektrometrillä. Hyväksyttyjen proteiinien määrät jaettiin yksilöllisillä virtausmäärillä, jotta arvoista saatiin vertailukelpoisia. Tulokset ja johtopäätökset Kerätty PExA-massa oli pienempi kuin aikuisilla. Tutkimuksessa käytetyt tekniikat mahdollistivat kuitenkin yli 1300 eri proteiinin määrittämisen 49 lapselta. Terveillä lapsilla havaittiin keuhkoputkia avaavan lääkityksen annon jälkeen enemmän proteiineja. Tässä tutkimuksessa määritetyistä proteiineista tärkeimmät sekä runsaimmin esiintyvät proteiinit olivat albumiini, surfaktantti proteiini A, komplementtifaktorit, immunoglobuliinit ja alfa 1-antitrypsiini. Kyseisten proteiinien on myös aikuisilla havaittu olevan merkittävimmät. Joitakin eroavaisuuksia havaittiin terveiden ja astmaa sairastavien välillä. Keskimääräinen PExA-massa oli merkittävästi suurempi (p=0,0019) terveillä koehenkilöillä (29.3 ng) kuin astmaa sairastavilla lapsilla (10.1 ng) näytteessä A. Myös näytteessä B keskimääräinen PExA-massa oli merkittävästi suurempi (p=0.0016) terveillä koehenkilöillä (30.4 ng) kuin astmaa sairastavilla lapsilla (10.5 ng). Kaiken kaikkiaan massaspektrometrillä havaittiin 863 proteiinia näytteestä A ja 1181 näytteestä B. Tässä tutkimuksessa selvitettiin jokaista tutkimushenkilöä kohden 50 runsaimmin esiintyvää proteiinia. Näiden 50 runsaimmin esiintyvän proteiinin joukossa oli 130 erilaista proteiinia näytteessä A ja 164 erilaista proteiinia näytteessä B, eli yhteensä 225 erilaista proteiinia, joista 77 proteiinia oli yhteisiä sekä näytteessä A että näytteessä B. Kymmenen runsaimmin esiintyvää proteiinia olivat albumiini, pinta-aktiivinen proteiini A, dermcidiini, laktoferritiini, komplementti C3, trypsiini 1, kalmoduliinimainen proteiini 5, immunoglobuliini 2 (Ig2), antitrypsiini ja komplementti C4. Proteiinien havaitseminen onnistui jopa näytteistä, joissa oli vain vähän PExA-massaa. Myös immunologisesti mielenkiintoisia proteiineja havaittiin. Proteiinien klusterointianalyysi terveiden ja astmaa sairastavien välillä on tarpeen.