تصف هذه المقالة بروتوكولا لجمع واكتشاف miR-15a من الدموع كأداة تشخيصية جديدة لاعتلال الشبكية السكري.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف هذه المقالة بروتوكولا لجمع واكتشاف miR-15a من الدموع كأداة تشخيصية جديدة لاعتلال الشبكية السكري.
اعتلال الشبكية السكري (DR) هو مضاعفات رئيسية لمرض السكري، حيث يؤثر على نسبة كبيرة من مرضى السكري. التشخيص المبكر والتدخل ضروريان لمنع فقدان الرؤية الدائم. طرق التشخيص الحالية، رغم فعاليتها، إلا أن لها حدودا. الميكرو الريبي الصغير، وهو رنا صغير غير مشفر يعيق استقرار و/أو ترجمة ال mRNA عن طريق الارتباط بالمناطق الثلاثية غير المترجمة (3'-UTRs) من ال mRNA المستهدف، أصبح معروفا بشكل متزايد على أنه مرتبط بشكل كبير بالسكري ويمكن الحصول عليه من خلال الدموع. بحثت هذه الدراسة في إمكانية وجود miR-15a الخارجي المستخرج من سائل الدموع كمؤشر تشخيصي جديد للطبيب المتخصص. تم الحصول على عينات دمعة من 135 مريضا سكري (36 مصابين باعتلال الشبكية السكري [DR] و50 بدون DR) و49 ضابطا أصحاء. تم عزل الإكسوسومات، وتم قياس مستويات تعبير miR-15a الإكسوسومي باستخدام PCR الرقمي بالقطرات (ddPCR). أظهرت النتائج أن تعبير miR-15a في الخارج قد تغير لدى مرضى السكري ومرضى DR مقارنة بالأفراد الأصحاء. تشير هذه النتائج إلى أن miR-15a الخارجي المستخرج من سائل الدموع قد يلعب دورا في الآليات الجزيئية الكامنة وراء السكري ومضاعفاته. علاوة على ذلك، يحمل إمكانات كمؤشر تشخيصي غير جراحي وموثوق لاعتلال الشبكية السكري، حيث يوفر حساسية عالية وخصوصية.
اعتلال الشبكية السكري (DR) هو أحد أبرز مضاعفات الأوعية الدقيقة في مرض السكري، ويهدد رؤية ملايين الأشخاص حول العالم. وقد قدر انتشار مرض السكري العالمي من بيانات السكان في أطلس النازحين لعام 2019 بنسبة 22.7٪ من إجمالي سكان مرضى السكري حول العالم، مع استمرار ارتفاع عدد الحالات الجديدة، خاصةفي الدول المتقدمة والنامية. سريريا، يتميز الاعتلال الشبكي السكري في المرحلة المبكرة أو غير التكاثري (NPDR)، أو اعتلال الشبكية السكري التكاثفي في المرحلة المتأخرة أو اعتلال الشبكية السكري التكاثري (PDR)، ووجود وذمة بقعية. زيادة نفاذية الأوعية الدموية وانسداد الشعيرات الدموية هما من التغيرات المرضية الشائعة التي تلاحظ في NPDR، كما لوحظ عدم طبيعي في الأوعية الدموية الجديدة في القزحية أو البقعة أو القرص البصري أو الشبكية في حالة PDR 2,3. التقدم إلى اضطراب الرؤية الجنجي (PDR)، الذي قد يؤدي إلى نزيف زجاجي وانفصال الشبكية، قد يسبب ضعفا كبيرا في الرؤية3. في جميع الحالات، يمكن اكتشاف التغيرات المرضية من خلال تنظير القاع أو فحص تصوير القاع بواسطة أطباء عيون مدربين4. باستخدام طريقة تصوير القاع القياسية، يمكن اكتشاف اعتلال الشبكية السكري بنسبة حساسية 78٪-96٪وخصوصية 86٪-97٪. ومع ذلك، تكتشف هذه الطريقة فقط بعد حدوث ضرر في الشبكية. هناك حاجة غير ملباة للكشف المبكر عن الشبكية قبل ظهور علامات الشبكية الظاهرة سريريا، مثل نزيف الشبكية البلطة، وتمدد الأوعية الدقيقة، والإفرازات، وتكاثر الأوعية الجديدة.
أدى تقدم الأدوات الجزيئية إلى اكتشاف الإكسوسومات كأداة تشخيصية محتملة لأمراض مختلفة، بما في ذلك السرطانوأمراض القلب والأوعية الدموية. الإكسوسومات هي جسيمات بحجم نانوي ترتبط بغشاء ثنائي الطبقة الدهنية تفرزه معظم الخلايا إلى فضاء الحويصلات خارج الخلية (EV). يمكن نقل هذه الإكسوسومات عبر السوائل الحيوية مثل الدم، الدموع، اللعاب، والبول، مما يجعلها سهلة الوصول للإجراءات التشخيصية غير الجراحية أو قليلة التوغل8. تحمل علامات خلايا منشأ مختلفة تشمل البروتينات والدهون والأحماض النووية. ومن الأمور ذات الاهتمام الخاص الحمض النووي الريبي الصغيرة غير المشفرة المحمولة داخل المركبات الكهربائية (EVs). على الرغم من أن هذه الحمض النووي الريبي غير مشفرة للبروتينات، إلا أنها تلعب أدوارا محورية في تنظيم الجينات وقد تورطت في العديد من العمليات الفسيولوجية والمرضية، بما في ذلك خلايا البنكرياس β، التي تعد مهمة جدا في تطور السكري 9,10.
على وجه التحديد، ثبت أن miR-15a له ارتباط قوي بتطور مرض السكري، خاصة من خلال تنظيم إنتاج الأنسولين ووظائف خلايا بيتا في البنكرياس11. وقد أظهرت مجموعتنا مؤخرا أن miR-15a يتغير في بلازما اعتلال الشبكية السكري. بالإضافة إلى ذلك، أظهر أيضا أن miR-15a يفرز بواسطة خلايا بيتا في البنكرياس، وينتقل عبر مجرى الدم إلى الشبكية12. يعتبر سائل الدموع سائلا سهل الوصول إليه، ويمكن الحصول عليه بسهولة من العين بطريقة غير جراحية وفعالة من حيث التكلفة. يحتوي على مزيج من بروتينات مختلفة ودهون وإلكتروليتات وجزيئات أخرى، مما يعكس الحالة الفسيولوجية لسطح العين والأنسجة المحيطة، بما في ذلك الشبكية14. تم اكتشاف عدد أكبر من ال miRNA في سائل الدموع مقارنة بمحلول المصل والاخلاط المائي15,16. يتغير تركيب الدموع استجابة لحالات جهازية مختلفة، بما في ذلك السكري17. في الواقع، أظهرت تحليلات سائل الدموع إمكانات واعدة لمراقبة وتشخيص أمراض أخرى غير متعلقة بالعين مثل التصلب المتعدد وسرطان الثدي18,19. مع الارتباط المباشر بين اعتلال الشبكية السكري والعين، سيكون من الأكثر أهمية البحث عن الخصائص التشخيصية المحتملة لسائل الدمع في هذا المرض. لوحظ أن مستويات IL-1RA وIL-8 وIL-6 وTNF-α في سوائل الدموع لدى مرضى اعتلال الشبكية السكري تتغير أيضا حسب شدة المرض20,21. مقارنة بفحص تنظير القاع التقليدي، يقدم تحليل سائل الدموع لاعتلال الشبكية السكري مزايا محتملة من حيث سهولة الوصول، وعدم الجراحة، والخصوصية، ويسمح بالكشف المبكر قبلبداية المرض.
لذا، الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو دراسة إمكانات miR-15a الخارجية المستمقة من سائل الدموع كمؤشر تشخيصي جديد لاعتلال الشبكية السكري من خلال عزل وقياس ال miRNA من سوائل الدموع لدى مرضى اعتلال الشبكية السكري. وبهذا الشكل، سيكون هناك طريقة جديدة للكشف عن اعتلال الشبكية السكري من خلال فحص سائل الدموع، والتي يمكن اكتشافها حتى قبل ظهور مضاعفات الشبكية، مما يسمح باتخاذ تدابير وقائية أو علاجية مبكرة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أجريت الدراسة بموافقة لجنة أخلاقيات البحث الطبي في مركز جامعة ملايا الطبي (رقم المرجع: 20165-2446). تم الحصول على موافقة كتابية من جميع الأشخاص قبل التجنيد. تم تضمين ما مجموعه 135 شخصا من بين المرضى الذين يحضرون عيادة العيون في مركز جامعة ملايا الطبية (UMMC)، كوالالمبور. شملت معايير الإدراج المرضى الذين تلقوا خدمات تحت UMMC وتتراوح أعمارهم بين 20-80 عاما. تم استبعاد المرضى الذين يخضعون لعلاج نشط بالأنسولين، أو لديهم تاريخ من العلاج بالليزر أو مضادات VEGF خلال الأشهر الثلاثة الماضية، أو الذين يتناولون مضادات الصفائح الدموية أو مميعات الدم بانتظام من الدراسة. ثم تم تقسيم المشاركين إلى ثلاث مجموعات: (1) ضابط صحي (ضابط)، (2) مريض سكري بدون اعتلال الشبكية (DM No DR)، و(3) مريض سكري يعاني من اعتلال الشبكية (DR). ملخص البروتوكول مقدم في الشكل 1. تفاصيل المواد والمواد المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

الشكل 1: نظرة عامة على البروتوكول. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
1. تحضير المواد
2. إعداد الأشخاص البشريين
3. جمع سائل الدموع البشري
4. المعالجة المسبقة لعينات الدموع
5. عزل الإكسوسوم
ملاحظة: يتم عزل الحمض النووي الريبي باستخدام مجموعة متوفرة تجاريا وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة (انظر جدول المواد).
6. عزل الحمض النووي الريبي
ملاحظة: يتم عزل الحمض النووي الريبي باستخدام مجموعة متوفرة تجاريا وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة (انظر جدول المواد).
7. تخليق cDNA
| المكون | الحجم/رد الفعل |
| مخزن RT 10x | 1.5 ميكرولتر |
| مزيج 100M dNTP | 0.15 ميكرولتر |
| مثبط RNAse (200U/μL) | 0.19 ميكرولتر |
| نسخ إنزيم RT متعدد (50U/μl) | 1 ميكرولتر |
| 20x RT Primer | 0.75 ميكرولتر |
| RNAse Free Water | 1.51 ميكرولتر |
| عينة | 9.9 ميكرولتر |
| الحجم الكلي | 15 ميكرولتر |
الجدول 1: تحضير خليط PCR الرئيسي المستخدم لتخليق cDNA من الحمض النووي الريبي المعزول.
| الخطوة | درجة الحرارة | المدة |
| النسخ العكسي | 16 درجة مئوية | 30 دقيقة |
| 42 درجة مئوية | 30 دقيقة | |
| توقف | 85 درجة مئوية | 5 دقائق |
| انتظر | 4 درجة مئوية |
الجدول 2: ظروف الدورة الحرارية لتخليق cDNA.
8. PCR رقمي بقطرات
ملاحظة: يتم إجراء PCR رقمي للقطرات (ddPCR) باستخدام مجموعات متوفرة تجاريا وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة (انظر جدول المواد).
| المكون | الحجم/رد الفعل |
| 2x ddPCR Supermix للمجسات (بدون dUTP) | 10 ميكرولتر |
| 20x برايمر/مسبار | 1 ميكرولتر |
| عينة | 7 ميكرولتر |
| RNAse Free Water | 2 ميكرولتر |
| الحجم الكلي | 20 ميكرولتر |
الجدول 3: تحضير خليط PCR الرئيسي المستخدم في ddPCR.
| الخطوة | درجة الحرارة | المدة | المنحدر | الدورة |
| تنشيط الإنزيمات | 95 درجة مئوية | 10 دقائق | ~2 °C/s لكل خطوة | 1 |
| إزالة الطبيعة | 94 درجة مئوية | 30 ثانية | 40 | |
| التلدين | 60 درجة مئوية | دقيقة واحدة | 40 | |
| تعطيل الإنزيمات | 98 درجة مئوية | 10 دقائق | 1 | |
| انتظر | 4 درجة مئوية | لا يوجد | لا يوجد |
الجدول 4: ظروف الدورة الحرارية لجهاز ddPCR.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المنحنى القياسي
تم إنشاء منحنى قياسي لتحديد الحجم الدقيق للتمزق الذي تم جمعه من كل مريض. بشكل أساسي، تم تعريض أحجام مختلفة من نطاقات المواد الحافظة بين 3 ميكرولتر إلى 25 ميكرولتر لشرائط شيرمر. وتمت ملاحظة مسافة المنطقة الرطبة على نهر شيرمر. تم تكرار الإجراء ثلاث مرات لكل إجراء، وتم حساب القراءة المتوسطة. تم إنشاء منحنى قياسي لحجم التمزقات المجمعة مقابل مسافة المناطق الرطبة في شيرمر (الشكل 2) وتم الإشارة إليه كمرجع لحجم الدموع المجمعة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
فحص تنظير القاع، والتصوير المقطعي البصري للتماسك، وتصوير الأوعية الفلورية هي تقنيات الكشف المتوفرة حاليا للكشف عن اعتلال الشبكية السكري. غالبا ما تستخدم هذه التقنيات الثلاث معا لتقديم تقييم شامل لمختلف أمراض الشبكية والمشيمة. تنظير القاع هو فحص سريري يجرى بشكل روتيني أثناء تقييم اعتلال الشبكية السكري. يتم تنفيذ هذه الطريقة بواسطة أطباء عيون مدربين وتعد المعيار الذهبي لتشخيص اعتلال الشبكية السكري. تتيح هذه الطريقة تقييما تفصيليا للشبكية ولديها القدرة على توثيق مظهر الشبكية للمقارنات المست...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنهم لا يملكون مصالح متنافسة.
وقد دعم هذا البحث معهد ألكون للأبحاث (IF011-2020) ومنحة أبحاث ما بعد الدكتوراه من FOM UMSC Care لعام 2021.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.9٪ بدون كلوريد الصوديوم | عين ميديكير سدن برهد | GB16165967618 | |
| محلول محلول الفوسفات 1x | ثيرمو فيشر العلمي | 10010-023 | |
| أنظمة حيوية تطبيقية مجموعة النسخ العكسي MicroRNA من TaqMan | أنظمة حيوية تطبيقية | 4366596 | |
| ddPCR Supermix للمجسات (بدون dUTP) | مختبرات بيوراد | 1863024 | |
| لوحات ddPCR 96-Well | مختبرات بيوراد | 12001925 | |
| خرطوشات DG8 | مختبرات بيوراد | 1864008 | |
| حشيات DG8 | مختبرات بيوراد | 1863009 | |
| زيت توليد القطرات للمجسات | مختبرات بيوراد | 1863005 | |
| مجموعة عزل إكسوسومات إكسوسبين-96 | أنظمة التوجيه الخلوي | EX07-96 | |
| مجموعة متقدمة من مصل miRNeasy | تشياغن | 217204 | |
| مادة ختم ألواح PCR من نوع PX1 | مختبرات بيوراد | 1814000 | |
| نظام PCR رقمي قطرة QX100 | مختبرات بيوراد | QX100 | |
| مولد قطرات QXDx | مختبرات بيوراد | 12001049 | |
| شارع شيرمر | أوبتيك | SCH-100 | |
| T100 Thermal Cycler | مختبرات بيوراد | 1861096 | |
| اختبار Taqman MicroRNA MTOMED 20 (معرف الاختبار: 000389) | أنظمة حيوية تطبيقية | 4440887 | تسلسل الهدف: UAGCAGCACAUAAUGGUUUGUG |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.