قياس نشاط الكيتيناز في العينات البيولوجية

الكيتين هو ثاني أكثر السكاريد وفرة على الأرض بعد السليلوز، وهو بمثابة مكون هيكلي رئيسي لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية بما في ذلك الهيكل الخارجي للحشرات والفطريات والخميرة والطحالب. بعض الفقاريات لديها أيضا الكيتين¹. الكيتيناسيس هي عائلة من الإنزيمات التي هي قادرة على كسر الكيتين ويتم حفظها بشكل كبير في جميع أنحاء التطور في الأنواع التي تتراوح بين البكتيريا والثدييات^2،3. بالإضافة إلى الكيتيناسيس ، الثدييات لديها أيضا البروتينات الشبيهة الكيتينازي التي تشبه الكيتيناسيس في قدرتها على ربط الكيتين ولكنها تختلف من حيث أنها تفتقر إلى القدرة الأنزيمية على شق الكيتين⁴.

على الرغم من أن الكيتين والكيتيناقد قد تمت دراستهما منذ فترة طويلة – مع التحقيقات التي يعود تاريخها إلى أوائل عام 1900 – كان التركيز الرئيسي على دورها في الحشرات واللافقاريات الأخرى. في الواقع، لم يكن حتى 1960s عندما تم العثور على الفقاريات أن يكون الكيتينا على الإطلاق. باستخدام إجراء بفحص قائم على الشيتوية، تبين أن الكيتيناس موجود في الجهاز الهضمي لعدد من الفقاريات بما في ذلك السحالي والطيور السوداء – وهي ملاحظة يفترض أنها ترجع إلى استهلاك الكائنات التي تحتوي على الكيتين مثل الحشرات⁵ .

الثدييات لها شكلان نشطان من الكيتيناز الأنزيمية: الكيتيناز الثدييات الحمضية (AMCase؛ المعروف أيضا باسم CHIT2 وCHIA) وchitotriosidase (CHIT1)⁴. كل من هذه البروتينات قادرة على تحلل الكيتين. ومع ذلك، CHIT1 هو أكثر نشاطا الأنزيمية في البشر، حيث تقريبا كل من نشاط الكيتيناز مشتق من CHIT1. ⁴ في الفئران، كل من Chit1 وAMCase تسهم على قدم المساواة تقريبا في النشاط الكيتينازي العام⁶. من ناحية أخرى، البروتينات الشبيهة الكيتيناز تفتقر إلى نشاط الكيتيناز.

تفرز Chit1 أساسا من قبل الضامة وغالبا ما تعتبر استجابة مناعية لمسببات الأمراض التي تحتوي على الكيتين⁷. وقد ثبت أيضا أن الإنزيم تشارك في نضج الخلايا الأحادية في كل من M1 و M2 الأنواع الفرعية الضامة، حتى من دون وجود الكيتين الركيزة⁸. وعلاوة على ذلك، فإنه قد تشارك أيضا في نضج الخلايا المناعية الأخرى بما في ذلك T مساعد نوع 2 (Th2) الخلايا والحمضات – كما تبين أن يكون الحال في عدوى الرئة cryptococcal⁹. وتشير هذه الدراسات إلى دور معقد من الكيتيناسيس في الجهاز المناعي.

في السنوات الأخيرة، تم العثور على مستويات Chit1 لتكون بمثابة علامة حيوية هامة للتقدم لأكثر من 40 أمراض بشرية مختلفة بما في ذلك أمراض التخزين الليسوسومية، والأمراض المعدية، وأمراض الجهاز التنفسي، وأمراض الغدد الصماء، والقلب والأوعية الدموية الأمراض، والأمراض العصبية، وغيرها (استعرض^10). في العديد من هذه الأمراض، ومستويات Chit1 هي توقع قوي لشدة المرض والفعالية العلاجية¹⁰.

كما اكتسبت الكيتينا سمعة كعلامة حيوية للعديد من الحالات الطبية بما في ذلك مرض Gaucher، وقد وضعت أدوات واختبارات لتسهيل اختبار وجود الكيتيناز. وتشمل الأساليب القديمة إجراء Schales، بروتوكول تكييفها من اختبار الجلوكوز في الدم، وطريقة حمض الدينتيروساليك 3،5 (DNS). ومع ذلك، فإن هذه الأساليب غالبا ما تكون حساسة للوقت وصعبة من الناحية التقنية¹¹. يتطلب الإجراء لكلا الاختبارين الحد من المواد المؤكسدة غير العضوية، الفيريسيد في حالة إجراء Schales على سبيل المثال، مما يؤدي إلى تغيير اللون الذي لا يمكن قياسه إلا من حيث الطيف. بالإضافة إلى ذلك، كلا الاختبارين ينطوي على التدفئة أو خطوة الغليان التي تستغرق وقتا طويلا وضرورية للون لتطوير^12،13.

وصف هنا هو اختبار الفلورة سريعة وبسيطة لتحديد مستويات الكيتينازي في عينات الثدييات^14،15. اثنين من العينات المستخدمة هنا تشمل المصل وسوائل غسل القصبات الهوائية (BAL)؛ كما تم قياس نشاط الكيتيناز في عينات حليب الثدي والبول، ويمكن إجراء هذه التقنية في هذا النوع من العينات وكذلك في أي سائل بيولوجي آخر^16،17.