Podľa WHO je diabetes jednou z najčastejších príčin úmrtí na svete. V súčasnosti ním trpí približne 442 miliónov ľudí a toto číslo sa neustále zvyšuje [1]. Jedným z typov diabetu je gestačný diabetes mellitus (GDM) nazývaný aj tehotenská cukrovka. Ide o najčastejšiu metabolickú poruchu počas tehotenstva, ktorá ohrozuje nielen zdravie matky, ale aj dieťaťa. Na GDM vplývajú rôzne faktory ako je prostredie, životný štýl, vek, či genetické predispozície [2]. Toto ochorenie sa začalo diagnostikovať pred asi 50 rokmi, avšak doposiaľ neboli zjednotené postupy pre jeho diagnostiku a liečbu [3]. Najčastejšie používaným diagnostickým nástrojom je orálny glukózový tolerančný test (OGTT), ktorý je však pomerne zdĺhavý. V záujme skrátenia času vyžadovaného na diagnostiku a zlepšenia komfortu pacientiek sa neustále hľadajú nové postupy a biomarkery, ktoré by tento proces vylepšili. Medzi biomarkery, ktoré sa javia ako potenciálne vhodné sa radia aj glykány. Ide o zložené cukry prítomné u všetkých živých organizmov, zabezpečujúce mnohé dôležité funkcie. Ich zloženie sa mení v závislosti od rôznych faktorov, medzi ktoré patrí aj nástup a prítomnosť mnohých ochorení. Na základe analýzy glykoproteínov séra a plazmy je možné rozlíšiť jedincov s diabetom typu 1 a jedincov so zvýšeným rizikom diabetu typu 2 [4]. Aj na základe týchto zistení je možné predpokladať, že glykány majú potenciál indikovať aj GDM.

V tejto pilotnej štúdii sme sa zamerali na sledovanie zmien N-glykánového profilu sér tehotných žien s a bez GDM pomocou microarray metódy založenej na lektínoch [5]. Vzorky sér boli nariedené a pomocou bezkontaktného microarray spotera nanesené v triplikátoch na microarray sklíčka. Sklíčka s nanesenými vzorkami boli inkubované najskôr s 20 biotinylovanými lektínmi rôznej glykánovej špecificity a potom s fluorescenčnou značkou konjugovanou so streptavidínom. Vyinkubované sklíčka so vzorkami po interakcii s lektínmi boli merané microarray scannerom a ziskané hodnoty signálov boli normalizované.

Z 20 použitých lektínov vykazovalo dostatočnú intenzitu signálu (S/N > 3), t.j. malo dostatočnú afinitu ku vzorkám 15. Pri porovnaní oboch skupín vzoriek nám vyšiel štatisticky významný rozdiel (p < 0,05) pre interakcie so štyrmi lektínmi, z ktorých však len 2 spĺňali zvolené kritérium pre dostatočnú veľkosť odozvy (> 1,5%): RCA a PHA-E, pričom v oboch prípadoch boli signály vyššie v prípade vzoriek sér tehotných žien bez GDM. Toto by mohlo naznačovať, že pri GDM dochádza v sére k určitému poklesu galaktózových a N-acetylgalatozamínových štruktúr (RCA) a taktiež k poklesu di/tri antenárnych N-glykánov s bisektovaným N-acetylglukozamínom (PHA-E).

Nami vyvinutá metóda sa javí ako vhodná na sledovanie glykozylačných zmien v sére pri sledovaní GDM a výsledky naznačujú možnosť určitých zmien v glykánovom zložení sérových glykoproteínov pri tomto ochorení. Ako ďalší krok bude meraný glykánový profil vo vzorkách plazmy, izolovaného fibrinogénu, a trombocytov a získané výsledky budú navzájom porovnávané s cieľom určiť potenciálne glykánové biomarkery GDM.

Táto práca bola podporená grantami APP0061, APVV DS-FR-19-0034 a MESTDRS 451-03-68/2020-14/200019. Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: CEMBAM - Centrum medicínskeho bioaditívneho výskumu a výroby, ITMS: 313011V358, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

[1] WHO. 2021. Diabetes [cit. 2021-04-29].
[2]  Plows et al., 2018. The Pathophysiology of Gestational Diabetes Mellitus, International Journal of Molecular Sciences, 19, 3342.
[3] McIntyre et al., 2019. Gestational diabetes mellitus.Nature Reviews Disease Primers, 5, 47.
[4] Rudman et al., 2019. Altered N‐glycosylation profiles as potential biomarkers and drug targets in diabetes. FEBS Letters, 593, 1598-1615.
[5] Zámorová et al., 2017. Analysis of changes in the glycan composition of serum, cytosol and membrane glycoprotein biomarkers of colorectal cancer using a lectin-based protein microarray, Analytical Methods, 18, 2660-2666.