Een internationaal team van onderzoekers heeft een manier gevonden om ziekten te diagnosticeren en de uitkomsten van patiënten te voorspellen door simpelweg ongelooflijk kleine veranderingen in interacties tussen moleculen in het lichaam te meten. De eenvoudige nieuwe techniek zou enorm superieure voorspellingen kunnen bieden van de ernst van de ziekte in een enorm scala aan aandoeningen met een genetische component, zoals Alzheimer, autisme, kanker, hart-en vaatziekte, suikerziekte, zwaarlijvigheid, schizofrenie en depressie.

Genmutaties die ziekte veroorzaken, veranderen fysiek de interacties van moleculen die cellen gebruiken om met elkaar te communiceren. Tot nu, wetenschappers hebben geen gemakkelijke manier gehad om de ongelooflijk subtiele veranderingen in deze interactiekrachten te meten. Maar onderzoeker J. Julius Zhu, doctoraat, van de medische faculteit van de Universiteit van Virginia, en zijn medewerkers hebben een methode ontwikkeld om deze kleine veranderingen nauwkeurig en efficiënt te berekenen. Het is een prestatie die ongelooflijke precisie vereist:kracht wordt meestal gemeten in newton - de hoeveelheid kracht die nodig is om één kilogram massa één meter per seconde kwadraat te versnellen - maar de techniek van Zhu meet op een schaal van piconewtons - een biljoenste van een newton.

Zhu, van de afdeling Farmacologie van UVA, en zijn collega's hebben de nieuwe techniek gebruikt om aan te tonen dat genmutaties die verantwoordelijk zijn voor psychische aandoeningen de moleculaire interacties met enkele piconewtons veranderen. Deze kleine veranderingen hebben dan een enorm rimpeleffect. De onderzoekers ontdekten dat de moleculaire veranderingen leiden tot schadelijke veranderingen in de manier waarop de cellen communiceren - en, uiteindelijk, in cognitief vermogen. Door de moleculaire veranderingen te meten, de wetenschappers konden de resulterende cognitieve stoornis voorspellen. In essentie, de onderzoekers koppelen deze kleine moleculaire veranderingen direct aan grote veranderingen in menselijk gedrag.

Zhu's benadering vertegenwoordigt een nieuw gebruik voor een high-tech wetenschappelijk instrument genaamd "optisch pincet" dat een zeer gerichte laser gebruikt om microscopisch kleine objecten vast te houden en te verplaatsen, net zoals een gewoon pincet kan worden gebruikt om een ​​splinter vast te pakken en te verplaatsen. Met behulp van de optische pincet, de wetenschappers kunnen de kracht meten die nodig is om intermoleculaire bindingen tussen de signaalmoleculen in het lichaam te verbreken, waardoor ze de effecten van genmutaties bij patiënten kunnen meten. De onderzoekers zeggen dat de techniek eenvoudig uit te voeren is en ons vermogen om psychische aandoeningen en vele andere ziekten te diagnosticeren drastisch zal verbeteren.

De onderzoekers hebben hun werk beschreven in een artikel dat online is gepubliceerd door het wetenschappelijke tijdschrift Klein .