Сывороточный амилоид А как потенциальный биомаркер для широкого мониторинга состояния здоровья лошадей

Введение

Сывороточный амилоид А (eSAA) — белок острой фазы воспаления у лошадей. Концентрация eSAA в крови здоровой лошади составляет от менее 0,5 до 20 мг/л [1; 2]. Заметных различий концентрации eSAA в зависимости от пола лошади не наблюдается, существует только слабая корреляция с возрастом. Тем не менее, наблюдается значительное увеличение концентрации eSAA из-за стресса, интенсивных тренировок и физиологических изменений, таких как жерёбость (до 1615 мг/л в течение 36 часов после родов), а также поездки на средние и длинные расстояния (от 4- до 10-кратного повышения, до 100–200 мг/л, после транспортировки на 100–160 км) [3]. Кроме того, после незначительных хирургических вмешательств под общей анестезией, концентрации eSAA варьируют от 100 до 400 мг/л [4]. У лошадей, естественно инфицированных вирусом гриппа лошадей (EIV), концентрации eSAA превышают 100 мг/л, тогда как в случае бактериальной инфекции уровни eSAA могут быть выше 1000 мг/л [5 и 6 соответственно]. Критическое значение для спортивной карьеры лошади имеют внутрисуставные инфекции, когда следствием систематических травм нередко становится септический артрит. Мониторинг уровней eSAA у лошади может быть «ключевым» индикатором для быстрого подбора правильного лечения.

Илл. 1. Сравнение последовательностей между ортологами SAA. Показаны точки связывания липопротеинов высокой плотности (ЛВП) с элементами вторичной структуры. Идентификаторы UniProtKB показанных последовательностей: «Equine eSAA», P19857 (SAA_HORSE); «Кошачий FSAA», P19707 (SAA_FELCA); «Собака cSAA», P19708 (SAA_CANLF); и «Human hSAA», P0DJI8 (SAA1_HUMAN)

Сывороточный амилоид A (SAA) представляет собой семейство гомологичных белков с молекулярной массой от 12 до 14 kDa, которые обнаружены у широкого разнообразия видов от человека до моллюсков [7; Sunet al., 2014]. Последовательности SAA известных белков человека (hSAA), собаки (cSAA), кошки (fSAA) и лошади (eSAA) имеют 69 % идентичности последовательности и аналогичную вторичную структуру (илл. 1). Таким образом, неудивительно, что некоторые (не все) антитела, выработанные против SAA различных видов, могут быть совместимы при обнаружении различных антигенов. Например, некоторые антитела против hSAA могут работать для идентификации eSAA и наоборот.

В плазме крови более 90 % SAA обычно связаны с поверхностью липопротеинов высокой плотности (HDL) [9]. Участок связывания HDL расположен на N-конце спирали 1 в каждом мономере SAA (илл. 1 и 2). Связывание с HDL плазмы крови предохраняет SAA от неправильного сворачивания и деградации. Однако в результате острого повреждения, инфекции или воспаления концентрация SAA в плазме увеличивается в разы, как показано выше, и несвязанные белки SAA образуют стабильные растворимые олигомеры (илл. 2), которые накапливаются и способствуют возникновению воспаления [10]. Олигомеризацию следует учитывать при рассмотрении взаимодействий с антителами.

⇒

Илл. 2. Образование олигомера SAA на основе наблюдаемых структур hSAA (PDB ID: 4IP9). Структура мономера SAA (слева) показывает спирали H1-H4 и участок связывания HDL. Гексамер SAA (справа) включает три гомодимера hSAA и показывает HDL-связывающие N-концы шести молекул SAA

Материалы и методы

Технология LUCIATM

Разработчиком и производителем доступных диагностических инструментов для проведения экспресс-диагностики в ветеринарии (POC) является компания Labmaster из Финляндии. Технология Labmaster LUCIATM использует метод катодной электрохимилюминесценции (CECL) для тестирования цельной крови, сыворотки и плазмы на вирусные и бактериальные биомаркеры, что позволяет получать результаты в течение 10–15 минут. CECL генерирует гидратированные горячие электроны, чтобы пройти барьер и возбудить метку на молекуле-мишени, не повреждая образец. Управление процессом осуществляется с помощью микрочипа, содержащего расширенный анализ данных и алгоритмы. CECL позволяет: (а) провести быструю диагностику (10–15 минут или менее); (b) диагностику POC с помощью компактных устройств; и c) повысить точность. Технология Labmaster LUCIATM включает в себя инновации из девяти патентов, охватывающих процесс CECL и дизайн приборов.

Илл. 3. Корреляция между результатами измерений eSAA, выполненными с использованием анализатора Labmaster LUCIATM и с использованием биохимического анализатора Thermo Scientific™ Indiko™ в ветеринарной лаборатории Ellab (http://ellab.fi/)

Тест Labmaster LUCIATM Equine SAA: сравнительный анализ

Тест LUCIATM Equine SAA используется для количественного определения eSAA в пробах крови лошадей. Целевая популяция состояла из лошадей, предположительно имеющих признаки острого воспалительного состояния. Испытания проводились в Хельсинки, Финляндия, в ветеринарной клинике Хельсинкского университета и отдельно в ветеринарной лаборатории Эллаб (http://ellab.fi/). Уровни eSAA анализировали тремя различными методами, используя (1) анализатор Labmaster LUCIATM; (2) тест LZ-SAA «Эйкен» (Thermo Scientific™ Konelab PRIME 60) в ветеринарной клинике Хельсинкского университета; и (3) тест Diasystem Scandinavia AB (Термо Scientific™ Indiko™ Clinical Chemistry Analyzer) в Ветеринарной Лаборатории Ellab. Концентрации образцов варьировали от 10 до 1500 мг/л.

Результаты и обсуждение

Результаты измерений eSAA 58 образцов цельной крови между Labmaster LUCIATM Analyzer и Thermo Scientific™ Indiko™ Clinical Chemistry Analyzer в ветеринарной лаборатории Ellab (http://ellab.fi/) показаны на илл. 3. Линейная корреляция между тестом LUCIATM eSAA и эталонным методом статистически значима при R2 = 0,85 и p < 0,001 на основе регрессионного анализа с 95 % доверительным уровнем. Фиксированный коэффициент между двумя методами проистекает из того факта, что в тесте Labmaster LUCIATM Equine SAA использовались антитела человеческие. Оба теста охватывают диапазон 10–1500 мг/л, выше которого результаты можно было рассмотреть качественно.

Заключение

Можно с уверенностью сказать, что eSAA является чувствительным, надёжным и ранним индикатором воспаления у лошадей. Измерения eSAA позволяют дифференцировать бактериальные и вирусные заболевания. Регулярное измерение концентраций eSAA с использованием теста Labmaster LUCIATM Equine SAA позволяет осуществлять широкомасштабный мониторинг состояния здоровья лошадей и оценивать эффективность выбранных методов лечения инфекционных заболеваний.

Литература

1. Nunokawa Y et al. 1993. Evaluation of serum amyloid A protein as an acute-phase reactive protein in horses. J. Vet. Med. Sci. 55: 1011–16.
2. Witkowska-Piłaszewicz OD et al. 2019. Serum amyloid A in equine health and disease. Equine Vet J. 51: 293–298 (Review).
3. Cywińska A et al. 2012 Acute phase protein concentrations after limited distance and long-distance endurance rides in horses. Res. Vet. Sci. 93: 1402–1406.
4. Westerman TL et al. 2015. Evaluation of serum amyloid A and haptoglobin concentrations as prognostic indicators for horses with inflammatory disease examined at a tertiary care hospital. Am. J. Vet. Res. 76: 882–888.
5. Hulten C et al. 1999. A noncompetitive chemiluminescence enzyme immunoassay for the equine acute phase protein serum amyloid A (SAA) — a clinically useful inflammatory marker in the horse. Vet. Immunol. Immunopathol. 68: 267–281.
6. Hobo S et al. 2007. Evaluation of serum amyloid A and surfactant protein D in sera for identification of horses with bacterial pneumonia. J. Vet. Med. Sci. 69: 827–830.
7. Uhlar CM et al. 1994. Evolution of the serum amyloid A (SAA) protein superfamily. Genomics. 19:228–235.
8. Qu F et al. 2014. The first molluscan acute phase serum amyloid A (A-SAA) identified from oyster Crassostrea hongkongensis: molecular cloning and functional characterization. Fish Shellfish Immunol. 39:145–151.
9. Benditt EP and Eriksen N. 1977. Amyloid protein SAA is associated with high density lipoprotein from human serum. Proc Natl Acad Sci USA. 74:4025–4028.
10. Jayaraman S et al. 2017. Serum amyloid A forms stable oligomers that disrupt vesicles at lysosomal pH and contribute to the pathogenesis of reactive amyloidosis. Proc Natl Acad Sci USA.

СВМ № 4/2022

Вас также могут заинтересовать статьи:

Болезни печени у лошадей: лабораторная диагностика

Колики у лошадей

Клинический разбор заболеваний спины у лошадей: ретроспективное исследование