În medicina umană și veterinară, biomarkerii sunt utilizați pentru diagnosticarea, monitorizarea sau anticiparea unor probleme de sănătate. Exemple cunoscute în medicina umană includ măsurarea tensiunii arteriale pentru evaluarea sănătății inimii sau testele genetice pentru mutațiile BRCA1 și BRCA2, asociate cu riscul de cancer de sân.

La Penn Vet, cercetătorii folosesc biomarkerii atât pentru depistarea rapidă a infecțiilor la cai, cât și pentru identificarea substanțelor administrate ilegal în cursele hipice.

David Levine, profesor asociat de chirurgie clinică pentru animale mari, utilizează biomarkerii pentru a detecta inflamațiile care pot indica apariția unei infecții după operații. Potrivit acestuia, identificarea timpurie a problemelor poate preveni complicațiile și poate salva viața animalelor.

Biomarkerul folosit cel mai frecvent de Levine este serum amyloid A (SAA), o proteină produsă de ficat care crește în cazul inflamațiilor, infecțiilor sau traumatismelor.

„SAA este foarte sensibil la inflamația asociată infecțiilor. Valorile cresc foarte mult, în special în cazul infecțiilor bacteriene”, a explicat David Levine. El a precizat că nivelurile cresc și în infecțiile virale, dar într-o măsură mai redusă.

Potrivit cercetătorului, SAA detectează inflamațiile asociate infecțiilor mai devreme și mai precis decât fibrinogenul, un biomarker utilizat de mult timp în medicina veterinară. În plus, există dispozitive portabile care permit măsurarea rapidă a SAA dintr-o simplă probă de sânge.

„Când un cal dezvoltă o infecție după operație, rata de succes a tratamentului scade semnificativ”, a declarat David Levine.

În cercetările sale, compararea utilizării fibrinogenului înainte și după operații cu SAA a arătat că SAA oferă rezultate mai bune pentru monitorizarea pacienților ecvini.

„Am observat că, dacă infecția este detectată devreme, chiar înainte de apariția semnelor clinice, tratamentul poate începe mai rapid și cresc șansele de succes”, a spus David Levine. El a adăugat că, în cazul cailor, infecțiile pot avea consecințe foarte grave.

Un alt studiu realizat de Levine și colegii săi, trimis recent spre publicare, a arătat că SAA este mai precis decât fibrinogenul și în testele preoperatorii.

Biomarkerul este utilizat și pentru evaluarea eficienței antibioticelor

„SAA ne oferă o imagine mai clară asupra faptului că antibioticul funcționează, astfel încât nu schimbăm tratamentul inutil și putem reduce perioada în care administrăm antibiotice”, a explicat David Levine. El a precizat că acest lucru contribuie la utilizarea mai responsabilă a antibioticelor.

În paralel, cercetătorii continuă să caute noi biomarkeri

„Testăm diferiți biomarkeri pentru a vedea dacă unul dintre ei oferă rezultate importante. Problema este că trebuie să poată fi detectați rapid și ușor. Dacă analiza durează o săptămână și necesită un laborator complex, nu este foarte utilă în practică”, a spus David Levine.

În prezent, SAA este principalul instrument folosit de echipa sa pentru diagnosticarea și monitorizarea infecțiilor postoperatorii la cai.

Într-un alt domeniu de cercetare, Mary Robinson, profesor asociat de farmacologie veterinară și director al Equine Pharmacology Laboratory din cadrul Penn Vet, utilizează biomarkerii pentru detectarea dopajului la caii de curse din Pennsylvania.

Laboratorul său și Pennsylvania Equine Toxicology and Research Laboratory (PETRL) pot identifica numeroase substanțe administrate ilegal cailor de curse. Pentru substanțele greu de detectat prin metode clasice, biomarkerii oferă o soluție suplimentară.

„Pentru mine, ca medic veterinar, sănătatea și bunăstarea calului sunt pe primul loc”, a declarat Mary Robinson. Ea a explicat că toate activitățile desfășurate în laborator urmăresc protejarea animalelor, iar respectarea regulilor competițiilor vine în mod natural din acest obiectiv.

Un exemplu este măsurarea nivelului total de dioxid de carbon din sângele cailor pentru identificarea așa-numitului „milkshake”, o practică ilegală prin care animalelor li se administrează bicarbonat de sodiu înaintea curselor.

Unii antrenori cred că această metodă poate îmbunătăți performanța prin reducerea acidului lactic produs în timpul efortului. Administrarea se face printr-un tub introdus prin nas până în stomac.

„Aceasta poate fi o practică periculoasă”, a avertizat Mary Robinson.

Cu ajutorul unui aparat numit Radiometer, tehnicienii compară valorile gazelor din sânge și nivelurile de dioxid de carbon cu valorile considerate normale pe baza studiilor anterioare realizate la Penn Vet. Astfel pot identifica animalele care au primit ilegal bicarbonat.

Cercetările anterioare au stabilit și nivelurile normale de testosteron la armăsari, iepe și cai castrați. Pe baza acestor date, echipa PETRL poate detecta administrarea ilegală de testosteron folosind cromatografie lichidă combinată cu spectrometrie de masă.

În prezent, cercetătorii utilizează și tehnologii din domeniul „omics” pentru identificarea unor noi biomarkeri. Aceste metode analizează diferite componente biologice ale organismului, precum ARN-ul, proteinele sau metaboliții, pentru a identifica modificările produse de substanțele administrate ilegal.

Bethany Keen, medic rezident care lucrează alături de Mary Robinson, studiază metaboliții bifosfonaților, o clasă de medicamente utilizată la oameni pentru întărirea oaselor, dar asociată și cu un risc crescut de fracturi.

„Suntem îngrijorați și de administrarea bifosfonaților la cai deoarece au un efect puternic împotriva durerii”, a declarat Mary Robinson. Ea a explicat că, dacă un cal nu mai simte durerea provocată de o leziune osoasă, poate continua efortul și crește riscul unei fracturi grave.

Potrivit cercetătorilor, biomarkerii permit detectarea unor practici care altfel ar fi foarte greu sau imposibil de identificat.

„Fără biomarkerii pentru dioxidul de carbon total, nu am putea afla dacă unui cal i s-a administrat un «milkshake». La fel și în cazul testosteronului”, a spus Mary Robinson.

Ea a subliniat că biomarkerii nu sunt singurele instrumente utilizate în laborator, dar reprezintă o parte importantă a activității de supraveghere și protecție a sănătății cailor.

Sursa: phys.org