Журнал гликомики и липидомики
Открытый доступ

Абстрактный

Целлюлозные мембраны более эффективно задерживают жизненно важные белки и меньше взаимодействуют с белками плазмы во время гемодиализа.

Марва Элтовейси

Подавляющее большинство пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности лечатся прерывистым гемодиализом как формой заместительной почечной терапии. Для исследования влияния материала мембраны гемодиализа на удаление жизненно важного белка диализаты от 26 хорошо охарактеризованных пациентов на гемодиализе собирались через 5 минут после начала, в течение 5 часов лечения, а также за 5 минут до окончания сеансов диализа. Сеансы диализа проводились с использованием либо модифицированного целлюлозного (n=12) (низко-�� и высоко-���) диализатора, либо синтетического Poly��� (n=14) (низко-��� и высоко-����) диализатора. Удаление белка во время гемодиализа количественно определялось, а протеомные паттерны диализата анализировались с помощью 2-DE-MS и вестерн-блоттинга. Была выявлена ​​четкая корреляция между типом материала мембраны и количеством удаленного белка. Синтетические мембраны Poly � ... Гемодиализ (ГД) на сегодняшний день является наиболее часто используемым методом хронической почечной заместительной терапии: в настоящее время более 1,7 миллиона пациентов во всем мире проходят лечение с помощью ГД, и это число растет примерно на шесть-семь процентов в год. В системе экстракорпорального ГД кровь поступает через перистальтический насос в специальный фильтр (гемодиализатор), где отходы и избыток воды удаляются через полупроницаемую мембрану, разделяющую текущую кровь от потока диализата; очищенная кровь затем возвращается в организм пациента, а отходы выводятся. ОсновнойОпределяющим фактором успеха и качества HD-терапии является искусственная мембрана, упакованная в гемодиализаторы. Мембраны представляют собой тонкие барьеры, способные обеспечить удаление веществ между соседними фазами, так что достигается химический и биофизический контроль, соответствующий продолжительному выживанию. Более того, адсорбция белка после контакта крови с материалом мембраны во время процедуры HD имеет жизненно важное значение для био(не)совместимости материала мембраны, что является оправданным беспокойством при диализе. Сегодня большинство мембранных материалов следуют концепции биосовместимых материалов первого поколения. В этих биоматериалах инженерия направлена ​​на достижение подходящего сочетания химических и физических свойств, которые могут быть полезны для замены основной функции исходной ткани с минимальной реакцией у хозяина. Материалы второго поколения, как определено процедурой HD, связанной с биоактивными компонентами для того, чтобы вызвать определенную биологическую реакцию на границе материала, в настоящее время разрабатываются путем объединения биохимически активных соединений, таких как витамин E, для удаления реактивных форм кислорода. Хотя эти материалы обеспечивают фундаментальную терапевтическую технологию для пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности (ESRD), они все еще далеки от разработки точного подхода к здравоохранению, посвященного конкретным физиопатологическим состояниям разных людей. Таким образом, биоматериалы третьего и четвертого поколений в настоящее время недоступны для заместительной почечной терапии. Для разработки таких мембран требуется сбор базовых примитивных систематических доказательств, которые могут предоставить протеомные исследования. Протеомные исследования позволяют анализировать сложные многомерные функциональные механизмы белков в определенной биохимической экспериментальной модели и могут выполняться как в качестве неконтролируемого, так и в качестве целевого анализа. Применение протеомики стало одной из ведущих технологий для более глубокого понимания ключевой роли, которую играют белки и белок-белковые взаимодействия во всех аспектах функционирования клеток. Все чаще протеомные технологии используются для исследования заместительной почечной терапии, такой как HD. За последние 10 лет применение методов разделения с помощью двумерного электрофореза (DE) было почти полностью заменено использованием подходов «дробовик снизу вверх» жидкостной хроматографии (ЖХ)-масс-спектрометрии (МС)/МС. Эти анализы более удобны и воспроизводимы, однако они предоставляют молекулярную информацию только на уровне пептидов, поэтому тонкое определение специфических изоформ белка, доступных в 2DE, часто отсутствует. Совсем недавно определение стратегий сверху вниз в экспериментальной установке высокого разрешения LC-MS/MS предоставляет новую основу для определения специфических протеоформ и их предварительной связи с конкретными биологическими состояниями. Эти недавно разработанные методы MS были успешно применены для исследования уремической токсичности,с открытием новых уремических токсинов и возможностью определения точного молекулярного подхода к определению биохимической природы уремии. Протеомные исследования связывают геномную информацию с функциональным пониманием механизмов, задействованных во взаимодействии между искусственным мембранным материалом и кровью, тем самым предоставляя базовые знания для создания биоматериалов HD третьего поколения. Более того, для разработки новых концепций в области проектирования интеллектуальных биоматериалов — материалов четвертого поколения, которые могут имитировать иерархические структурные сборки природы, предоставляя основу для обоснования пространственных и временных взаимосвязей молекулярных событий в течение жизни пациента — обязательно потребуется сбор протеомных данных. Фактически, потребуются новые многофакторные молекулярные доказательства, если мы хотим достичь сложности, необходимой для имитации естественных тканей. В этой статье мы рассматриваем результаты недавних протеомных исследований в условиях хронической терапии HD. Исследования удаления уремических растворенных веществ, как правило, разделяются на биологические механизмы, клинические ассоциации и кинетику диализатора. На сегодняшний день идентифицировано более 115 уремических токсинов, и ожидается, что их будет больше. В недавней статье были выявлены и освещены два основных момента относительно уремических токсинов и их исследований: (i) важность стандартизированного подхода к тестированию биологического эффекта уремических удерживающих растворов с использованием соответствующих концентраций и контрольных условий, с учетом (особенно для связанных с белком растворов) содержания альбумина в тестовой среде и с исключением таких мешающих факторов, как загрязнение бактериальными производными; (ii) сила биологического эффекта уремических удерживающих растворов связана с их концентрацией, на которую влияет не только удаление диализом, но и генерация эндогенного метаболизма, особенно для небольших водорастворимых соединений, таких как соединения гуанидина или пурины, и средних молекул. Некоторые молекулы, такие как конечные продукты гликирования (AGE), присутствуют в пище и усваиваются в неизмененном виде, тогда как несколько связанных с белками растворенных веществ и летучих соединений являются метаболитами, которые производятся в процессе естественного пищеварения, а затем преобразуются стенкой кишечника или печенью посредством конъюгации. Например, тирозин преобразуется кишечной микробиотой вдля разработки новых концепций в области инженерии интеллектуальных биоматериалов — материалов четвертого поколения, которые могут имитировать иерархические структурные сборки природы, обеспечивая основу для обоснования пространственных и временных отношений молекулярных событий в течение жизни пациента, — обязательно потребуется сбор протеомных данных. Фактически, потребуются новые многофакторные молекулярные доказательства, если мы хотим достичь сложности, необходимой для имитации естественных тканей. В этой статье мы рассматриваем результаты недавних протеомных исследований в условиях хронической HD-терапии. Исследования удаления уремических растворов, как правило, разделяются на биологические механизмы, клинические ассоциации и кинетику диализатора. На сегодняшний день идентифицировано более 115 уремических токсинов, и ожидается, что их будет больше. Два основных момента относительно уремических токсинов и их исследований были выявлены и освещены в недавней статье: (i) важность стандартизированного подхода к тестированию биологического эффекта уремических удерживающих растворов с использованием соответствующих концентраций и контрольных условий, с учетом (особенно для связанных с белком растворов) содержания альбумина в тестовой среде и с исключением таких мешающих факторов, как загрязнение бактериальными производными; (ii) что сила биологического эффекта уремических удерживающих растворов связана с их концентрацией, на которую влияет не только удаление диализом, но и генерация эндогенного метаболизма, особенно для небольших водорастворимых соединений, таких как соединения гуанидина или пурины, и средних молекул. Некоторые молекулы, такие как конечные продукты расширенного гликирования (AGE), присутствуют в пище и усваиваются в неизмененном виде, тогда как несколько связанных с белком растворов и летучих соединений являются метаболитами, вырабатываемыми в процессе естественного пищеварения, а затем преобразуются стенкой кишечника или печенью посредством конъюгации. Например, тирозин преобразуется кишечной микробиотой вдля разработки новых концепций в области инженерии интеллектуальных биоматериалов — материалов четвертого поколения, которые могут имитировать иерархические структурные сборки природы, обеспечивая основу для обоснования пространственных и временных отношений молекулярных событий в течение жизни пациента, — обязательно потребуется сбор протеомных данных. Фактически, потребуются новые многофакторные молекулярные доказательства, если мы хотим достичь сложности, необходимой для имитации естественных тканей. В этой статье мы рассматриваем результаты недавних протеомных исследований в условиях хронической HD-терапии. Исследования удаления уремических растворов, как правило, разделяются на биологические механизмы, клинические ассоциации и кинетику диализатора. На сегодняшний день идентифицировано более 115 уремических токсинов, и ожидается, что их будет больше. Два основных момента относительно уремических токсинов и их исследований были выявлены и освещены в недавней статье: (i) важность стандартизированного подхода к тестированию биологического эффекта уремических удерживающих растворов с использованием соответствующих концентраций и контрольных условий, с учетом (особенно для связанных с белком растворов) содержания альбумина в тестовой среде и с исключением таких мешающих факторов, как загрязнение бактериальными производными; (ii) что сила биологического эффекта уремических удерживающих растворов связана с их концентрацией, на которую влияет не только удаление диализом, но и генерация эндогенного метаболизма, особенно для небольших водорастворимых соединений, таких как соединения гуанидина или пурины, и средних молекул. Некоторые молекулы, такие как конечные продукты расширенного гликирования (AGE), присутствуют в пище и усваиваются в неизмененном виде, тогда как несколько связанных с белком растворов и летучих соединений являются метаболитами, вырабатываемыми в процессе естественного пищеварения, а затем преобразуются стенкой кишечника или печенью посредством конъюгации. Например, тирозин преобразуется кишечной микробиотой ви исключая такие сопутствующие факторы, как загрязнение бактериальными производными; (ii) что сила биологического эффекта растворенных веществ уремической задержки связана с их концентрацией, на которую влияет не только удаление диализом, но и генерация эндогенного метаболизма, особенно для небольших водорастворимых соединений, таких как соединения гуанидина или пурины, и средних молекул. Некоторые молекулы, такие как конечные продукты продвинутого гликирования (AGE), присутствуют в пище и усваиваются в неизмененном виде, тогда как несколько связанных с белком растворенных веществ и летучих соединений являются метаболитами, вырабатываемыми в процессе естественного пищеварения, а затем преобразуются стенкой кишечника или печенью посредством конъюгации. Например, тирозин преобразуется кишечной микробиотой ви исключая такие сопутствующие факторы, как загрязнение бактериальными производными; (ii) что сила биологического эффекта растворенных веществ уремической задержки связана с их концентрацией, на которую влияет не только удаление диализом, но и генерация эндогенного метаболизма, особенно для небольших водорастворимых соединений, таких как соединения гуанидина или пурины, и средних молекул. Некоторые молекулы, такие как конечные продукты расширенного гликирования (AGE), присутствуют в пище и усваиваются в неизмененном виде, тогда как несколько связанных с белком растворенных веществ и летучих соединений являются метаболитами, вырабатываемыми в процессе естественного пищеварения, а затем преобразуются стенкой кишечника или печенью посредством конъюгации. Например, тирозин преобразуется кишечной микробиотой в p -крезол, который далее метаболизируется в организме до  p -крезилсульфата и  p -крезилглюкуронида. Это еще раз указывает на сложность уремической токсичности и ее биологической/биохимической среды.