Kortizolszint mérése lumineszcenciás módszerrel
A stresszhormon jelenléte két mesterséges fehérje összekapcsolódását váltja ki, és az új molekula fényt bocsát ki.
A Journal of the American Chemical Society folyóiratban július 28-án jelent meg a University of California Santa Cruz kutatóinak tanulmánya, amelyben egy olyan lumineszcencián alapuló módszert ismertetnek, amely a korábbinál sokkal pontosabb és egyszerűbb kortizolszintmérést tesz lehetővé. A kortizol egy létfontosságú hormon, amely számos fontos testi funkciót, például a vérnyomást és az anyagcserét szabályozza, és ennek a stresszhormonnak az egyensúlyhiánya egészségügyi problémákhoz vezethet. A kortizolszintet hagyományosan orvosi rendelőben vagy más klinikai környezetben kell mérni. A mesterséges bioszenzorok tervezésében elért új előrelépés azonban megnyitja az utat a jelenleginél sokkal nagyobb pontosságú helyszíni vizsgálatok és diagnózisok előtt.
A kutatást vezető Andy Yeh egy olyan lumineszcens érzékelőt fejlesztett ki, amely a vérben vagy vizeletben lévő kortizolhoz kötődik, majd fénykibocsátással jelzi a hormon jelenlétét. Yeh szerint ez a bioszenzor egy okostelefon kamerájával kombinálva használható, ami egyben azt is jelenti, hogy költséges laboratóriumi műszerpark nélkül is elvégezhető a mérés - akár otthon is.
A módszer alapját egy mesterséges fehérje adja - ez azt jelenti, hogy létrehozásához nem valamilyen természetes proteint módosítottak, hanem mesterséges intelligencia által vezérelt folyamatok során gyakorlatilag a semmiből, “nulláról” építettek fel egy teljesen új fehérjét. A kortizol kimutatásához Yeh egy olyan fehérjealapú bioszenzort tervezett, amelynek lényege, hogy a stresszhormon jelenlétében két mesterséges fehérje összekapcsolódik, ami fénykibocsátáshoz vezet: az erősebb intenzitású lumineszcencia pedig arányosan több kortizolt jelez.
Yeh tudomása szerint ez az első példa arra, hogy egy kizárólag mesterséges intelligencia alkalmazásával, nulláról felépített bioszenzor ilyen nagy érzékenységgel és dinamikus tartományban legyen képes egy kismolekulás analit kimutatására. A kibocsátott fény mennyiségének és színének kamerával történő mérése lehetővé teszi a kortizol szintjének a jelenlegi teszteknél nagyobb érzékenységű leolvasását. A teszthez mindössze egy csepp vérre vagy vizeletre van szükség, amelyet össze kell keverni a bioszenzort tartalmazó oldattal. Ezután egy okostelefon-kamera és egy alkalmazás a kibocsátott fényt a kortizolszint közvetlen mérésére fordíthatja le.
“A jelet közvetlenül le lehet olvasni a kamerával - mivel a bioszenzor kimenete fénykibocsátás, így lényegében csak egy képet kell készíteni a tesztről az okostelefonnal” - fejtette ki Yeh. “Ideális esetben tehát ez a módszer gyakorlatilag mindenhol használható.”
A teszt nagyfokú érzékenysége óriási előrelépés a hagyományos tesztekhez képest, amelyek általában nem nyújtanak elegendő mennyiségi információt, ha a kortizol koncentrációja a normál tartományon kívülre esik. Yeh megoldása szélesebb dinamikus tartományt fed le, kvantitatív eredményeket kínál az egészséges, a túl alacsony és a megemelkedett kortizolszintek kijelzésére.
Yeh elképzelései szerint ezt a technológiát a gyógyszerfejlesztés során vagy diagnosztikai környezetben is fel lehet használni a kortizolhiányból vagy -feleslegből eredő egészségügyi problémák pontosabb feltárására.
Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:
Artificial biosensor can better measure the body's cortisol stress hormone
De Novo Design of High-Performance Cortisol Luminescent Biosensors
Irodalmi hivatkozás:
Julie Yi-Hsuan Chen et al, De Novo Design of High-Performance Cortisol Luminescent Biosensors, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c05004
