Ennenaikaiseen synnytykseen ja kohdunsisäiseen infektioon liittyvien merkkiaineiden määrittäminen potilasnäytteistä

Abstract

Ennenaikainen synnytys on yksi äitiyshuollon suurimpia ongelmia ja aina riski syntyvälle lapselle. Suurin yksittäinen tunnettu syy ennenaikaiselle synnytykselle on kohdunsisäinen infektio. Kohdunsisäisen infektion kliininen diagnosointi on vaikeaa ja löytää vain pienen osan potilaista. Lapsiveden korkea LD ja matala sokeri ennustavat tulehdusta, mutta tavoitteena on löytää uusia vielä herkempiä ja tarkempia merkkiaineita.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli määrittää potilasnäytteistä proteiineja, joita voitaisiin mahdollisesti tulevaisuudessa käyttää biologisina merkkiaineina kehiteltäessä uusia menetelmiä ennenaikaisen synnytyksen ennustamiseen ja mahdollisen kohdunsisäisen infektion diagnosointiin. Samalla vertailtiin käytettyjen menetelmien soveltuvuutta merkkiaineiden pitoisuusmäärityksiin. Työ on osa suurempaa tutkimusohjelmaa (SalWe: ”Get It Done”), jossa Medix Biochemica on mukana. Projekti jatkuu opinnäytetyön valmistumisen jälkeen.

Työn lähtökohtana käytettiin RayBio® Biotin Label-based Human Antibody Array 1-sovelluksella tehtyä analyysiä, jossa emättimen kautta otetuista eritenäytteistä oli määritetty 507 proteiinin ilmenemistasot. Tulosten analysoinnin perusteella valittiin tarkempiin tutkimuksiin kaksikymmentä proteiinia, joiden ilmentymistä tutkittiin Magnetic Luminex® Screening Assay-menetelmällä valikoiduista lapsivesinäytteistä. Tämän lisäksi osa proteiineista testattiin ELISA-testeillä suuremmalla näytemäärällä.

Tulosten perusteella voitiin tiettyjen merkkiaineiden pitoisuuksissa nähdä tilastollisesti merkittäviä eroja tutkimus- ja verrokkinäytteiden välillä kaikilla käytetyillä menetelmillä. Proteiinimikroarraytulosten avulla päästiin myös bioinformatiivisin menetelmin tarkastelemaan ennenaikaisen synnytyksen syihin mahdollisesti liittyviä biologisia mekanismeja. Ennenaikaisesti synnyttäneiden potilaiden näytteissä voitiin havaita tulehduksellisten tapahtumien ja niihin liittyvien proteiinien lisääntymistä raskauden edetessä suhteessa täysiaikaisesti synnyttäneiden verrokkiryhmään.

Tässä opinnäytetyössä tarkempaan analysointiin valituista merkkiaineista MMP-9 ja IL-6 erottelivat tutkimus- ja verrokkinäytteet toisistaan parhaiten sekä Magnetic Luminex® Screening Assayn että ELISA-määritysten perusteella. CRP- ja IGFBP-1-pitoisuuksissa nähtävät erot eivät tässä tutkimuksessa määritetyissä lapsivesinäytteissä olleet yhtä selkeitä. Tulosten perusteella voidaan jatkotutkimuksiin valita lupaavia merkkiaineita, jotka saattaisivat mahdollisesti tulevaisuudessa olla käyttökelpoisia enneaikaisen synnytyksen ennakointiin ja kohdunsisäisen infektion diagnosointiin.

Preterm birth is a major challenge in maternity care and always a risk to the baby. The most common cause of a preterm birth is an intra-amniotic infection. Clinical diagnosis of IAI is complicated and reveals only a small portion of the patients. The purpose of our study was to determine novel biomarkers which could be used to design future methods to predict preterm birth and to diagnose intra-amniotic infection. The biomarkers were deter-mined from vaginal and amniotic fluid samples. Our study was carried out at Medix Biochemica as part of a research program (SalWe: “Get it Done”) which will continue in the future.

The starting point of our study was to analyze the results from RayBio® Biotin Label-based Human Antibody Array 1 which was performed earlier in the R&D project with vaginal swap samples. Based on these results, we selected 20 biomarkers to Magnetic Luminex® Screening Assay. Some of the biomarkers were further tested with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Magnetic Luminex® Screening Assay and ELISA test were performed by using amniotic fluid samples.

The results of our study showed different expression patterns of selected biomarkers between the case and control samples. The differences were seen with all selected methods. The protein microarray dataset possess bioinformatic pathway analysis that gave us information about possible biological mechanisms behind the preterm birth. Results of the pathway analysis indicate increasing activity in inflammatory processes and expression levels of inflammatory associated proteins were higher in patient samples with the preterm birth.

Based on the results of Magnetic Luminex® Screening Assay and ELISA tests, the most suitable biomarkers to separate the sample groups were MMP-9 and IL-6. The differences seen with CRP and IGFBP-1 concentrations in amniotic fluid samples were not that distinct. Based on our study the promising biomarkers can be selected for the further study and could possibly be used for designing future methods to predict preterm birth and to diagnose intra-amniotic infection.