Человеческий организм содержит 30 тысяч различных белков. Некоторые из них попадают в кровоток вследствие целенаправленной секреции – это необходимо для обеспечения многих биологических процессов в организме. Соответственно, при различных заболеваниях "белковая" картина меняется. Также белки могут попадать в кровь в результате "утечки" – из-за повреждения и гибели тех или иных клеток.
Таким образом, как направленно секретируемые, так и случайно попавшие в кровь белки могут сигнализировать об определённых проблемах и рисках или же, напротив, о том, что организм пышет здоровьем.
Для медиков идея такого мониторинга выглядит крайне привлекательной с точки зрения профилактики, диагностики и лечения множества недугов. Однако не так-то просто с высокой точностью проследить за тысячами "подопечных".
Международная команда учёных попробовала сделать первые шаги в этом направлении и разработала тест, который получил говорящее название "жидкая проверка здоровья" (liquid health check).
Исследователи создали специальную платформу, которая работает с образцом плазмы крови пациента. Плазма является крупнейшим компонентом крови и представляет собой прозрачную жидкость, которая остаётся после удаления красных и белых кровяных клеток, а также тромбоцитов, поясняют учёные.
Главными действующими лицами в новом тесте служат молекулы, известные как аптамеры. Это фрагменты ДНК, которые связываются с целевым белком. Как правило, определённые фрагменты связываются с определёнными белками. Иными словами, каждый из них представляет собой ключ к конкретному замку (белку, который необходимо идентифицировать).
Используя технологию генетического секвенирования, учёные находят аптамеры и по ним определяют, какие белки и в каких концентрациях присутствуют в том или ином образце плазмы.
В ходе работы специалисты использовали образцы плазмы 17 тысяч человек, в которых было выявлено более пяти тысяч белков (в общей сложности было поймано около 85 миллионов белковых мишеней).
Затем авторы проанализировали результаты тестов с использованием статистических методов и методов машинного обучения и на основе полученных данных разработали прогностические модели.
Эти модели позволяют выявить ряд опасных состояний либо риск их возникновения. Это, к примеру, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, нарушение функции почек, изменение уровня жира в печени. Кроме того, на основе этого теста врачи могут сделать вывод о вредных привычках пациента (курении, злоупотреблении алкоголем), уровне его физической активности.
Учёные признаются, что пока не все модели демонстрируют одинаково высокую точность. К примеру, самые высокие прогностическое способности показали модели, связанные с определением процентного содержания жира в организме (по этим данным можно определить риск развития ожирения и сопутствующих расстройств). А вот модели, прогнозирующие сердечно-сосудистые заболевания, явно требуют доработки.
Исследователи уверены: "жидкая проверка здоровья" имеет массу преимуществ перед стандартными тестами. Это не только высокая точность, но и простота, скорость, а также низкая цена.
При этом пациент может проходить такой тест регулярно. Сравнивая результаты, врачи смогут быстрее выявить опасное состояние или составить рекомендации для улучшения здоровья.
Дело в том, что (в отличие от генома) протеом, то есть совокупность белков организма, изменяется с течением времени. Эти изменения могут свидетельствовать о возникновении заболеваний, появлении вредных привычек, наборе веса, снижении физической активности и, конечно, определённых улучшениях здоровья.
Сбор и оценка таких данных сделает медицинскую помощь более персонализированной, заключают специалисты.
Однако потребуются дальнейшие доработки и проверки, прежде чем новый анализ будет одобрен и внедрён в клиническую практику.
Подробнее об этой разработке рассказывается в статье, представленной в журнале Nature Medicine.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о новых видах анализов крови, которые могут предсказать риск смерти в ближайшие 5-10 лет, выявить болезнь Альцгеймера и синдром хронической усталости, а также определить генетические нарушения у эмбриона на ранних сроках беременности.
