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Biomarcadores de lesión cerebral traumática, simulaciones y cinética

Autores: Hicks, Celeste; Dhiman, Akshima; Barrymore, Chauntel; Goswami, Tarun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Biomarcadores de lesión cerebral traumática, simulaciones y cinética


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Biomarcadores en sangre
Lesión cerebral traumática
Trastorno de estrés postraumático
Encefalopatía traumática crónica
Estructura de biomarcadores de proteínas
Simulaciones de dinámica molecular

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento revisa las capacidades predictivas de los biomarcadores basados en la sangre para cuantificar las lesiones cerebrales traumáticas (TBI). Biomarcadores para condiciones conmocionales también conocidas como lesiones cerebrales leves, moderadas y graves identificadas junto con el trastorno de estrés postraumático (PTSD) y la encefalopatía traumática crónica (CTE) que ocurren debido a golpes repetidos en la cabeza durante la vida de una persona. Dado que no se comprenden completamente las vías de estos biomarcadores hacia la sangre, ya sea si hay interrupción en la barrera hematoencefálica (BBB) y el tiempo que tarda después de la lesión para que la expresión de los biomarcadores pueda predecir eficazmente la lesión, es necesario comprender la estructura de los biomarcadores de proteínas y otras propiedades físicas. Los eventos de lesiones en términos de cerebro y mecánica son el resultado de una fuerza externa con o sin metralla, en el rastro de una onda que resulta en daño tisular local. Por lo tanto, estos mecanismos expresan cinéticas de biomarcadores específicos cuya vida media alcanza unas pocas horas después de la lesión hasta unos pocos días. Por lo tanto, es necesario determinar los niveles de concentración que siguen a la lesión. Aunque los diagnósticos actuales que vinculan los biomarcadores con la gravedad de la TBI no están completamente desarrollados, es necesario cuantificar las estructuras de proteínas y su viabilidad después de la lesión. Esta investigación se llevó a cabo para comprender completamente las estructuras de 12 biomarcadores realizando simulaciones de dinámica molecular que implican el movimiento atómico y las energías de formación de enlaces de hidrógeno. El software de dinámica molecular, NAMD y VMD se utilizaron para determinar y comparar las estabilidades termodinámicas aproximadas de los biomarcadores y sus energías de enlace. Cinco biomarcadores utilizados clínicamente fueron S100B, GFAP, UCHL1, NF-L y tau, las cinéticas obtenidas de la literatura muestran que los valores de concentración cambian abruptamente con el tiempo después de la lesión. Para una longitud de proteína dada, el número asociado de enlaces de hidrógeno y la energía de enlace describen una región de límite inferior donde las proteínas se autodisuelven y no tienen una vida media lo suficientemente larga como para ser detectadas en los fluidos. Sin embargo, por encima de este límite inferior, involucrando un mayor número de enlaces y energía, hipotetizamos que los biomarcadores serán viables para interrumpir la BBB y permanecer más tiempo para ser modelados para cinéticas de diagnóstico y, por lo tanto, pueden ayudar en el descubrimiento de nuevos biomarcadores.

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