Недавние достижения в изучении протеомов (т. е. всего спектра белков, экспрессируемых клетками и тканями человека) открыли новые возможности для идентификации биологических маркеров конкретных заболеваний или психических расстройств. Это, в свою очередь, может дать информацию для профилактики, диагностики и лечения этих медицинских состояний.
Исследователи из Университета Фудань недавно приступили к изучению белков в спинномозговой жидкости (СМЖ) людей с болезнью Альцгеймера (БА) и без нее. Результаты их анализов и экспериментов, изложенные в статье, опубликованной в Nature Human Behavior, выявили специфические белки СМЖ, которые могут служить биомаркерами заболевания.
«Наша недавняя работа возникла из-за острой необходимости улучшить раннюю диагностику и прогнозирование болезни Альцгеймера», — рассказали соавторы статьи Цзиньтай Ю и Ю Го. «Это исследование было вдохновлено растущим пониманием того, что болезнь Альцгеймера имеет сложную и многогранную патофизиологию, которую современные методы диагностики не в состоянии охватить в полной мере».
Основной целью недавнего исследования Ю, Го и их коллег было выявление специфических биомаркеров в человеческой СМЖ, которые могли бы помочь точно обнаружить БА и предсказать ее прогрессирование. Для этого исследователи проанализировали образцы СМЖ, полученные от пациентов с диагнозом БА, которые находились на разных стадиях заболевания, а также образцы от когнитивно нормальных людей.
«Мы использовали мультиплексную протеомику, сложный метод, позволяющий одновременно измерять несколько белков в образце», — говорят Ю и Го. «Эта техника включает масс-спектрометрию, которая отличается высокой чувствительностью и способна обнаруживать даже незначительные изменения в уровнях белка».
Анализы, проведенные Ю, Го и их коллегами, выявили белки, которые связаны с основной патологией AD, а также идентифицировали белки, которые могут указывать на воспаление, повреждение нейронов и другие нарушения в физиологических процессах человека. Сравнивая протеомные профили пациентов с диагнозом AD с профилями контрольных лиц, они обнаружили новые биомаркеры, которые могут помочь диагностировать и оценить прогрессирование AD.
«Самым примечательным открытием этого исследования является идентификация нового биомаркера CSF YWHAG», — заявили Ю и Го. «Среди 6361 белка CSF YWHAG показал наилучшие результаты при диагностике как биологически (AUC=0,969), так и клинически (AUC=0,857) определенной болезни Альцгеймера. Четыре (YWHAG, SMOC1, PIGR и TMOD2) и пять (ACHE, YWHAG, PCSK1, MMP10 и IRF1) белковых панелей значительно повысили точность до 0,987 и 0,975 соответственно».
Чтобы оценить эффективность идентифицированных ими биомаркеров, исследователи провели дополнительное последующее исследование на независимой и внешней когорте пациентов. Результаты этого исследования подтвердили силу биомаркеров.
Кроме того, используя данные аутопсии, авторы показали, что идентифицированные ими биомаркеры могут помочь отличить образцы, взятые у умерших людей с болезнью Альцгеймера, от образцов, взятых у других людей, которым никогда не ставили диагноз болезни Альцгеймера, превзойдя по эффективности существующие биомаркеры, используемые для диагностики этого заболевания.
«Обнаруженные биомаркеры также эффективно предсказывали клиническое прогрессирование до деменции с болезнью Альцгеймера и были тесно связаны с основными биомаркерами болезни Альцгеймера и снижением когнитивных способностей», — заявили Ю и Го. «Лучшее понимание различных молекулярных подтипов болезни Альцгеймера может привести к усовершенствованным подходам к лечению, нацеленным на конкретные патологические процессы у отдельных пациентов».
Используя сложные методы анализа протеомов, исследователи смогли выявить молекулярные изменения, связанные с AD, которые оказались весьма перспективной диагностической целью. В будущем это исследование может дать информацию о разработке высокоточных инструментов для точной диагностики AD, а также целевых ранних терапевтических вмешательств.
В своих следующих исследованиях Ю, Го и их коллеги планируют повторить свое исследование на внешних когортах, отобранных у более широкого круга разнообразных людей. Кроме того, они надеются усовершенствовать биомаркеры, которые они идентифицировали, и разработать стандартизированные диагностические тесты для этих маркеров, которые можно было бы проводить в клинических условиях.
«В наших будущих исследованиях мы также изучим биологические механизмы, лежащие в основе выявленных протеомных изменений, чтобы лучше понять, как эти биомаркеры связаны с прогрессированием заболевания», — добавили Юй и Го. «Также будут проводиться лонгитюдные исследования, чтобы определить, насколько рано эти биомаркеры могут предсказывать болезнь Альцгеймера и как они коррелируют с клиническими результатами. Конечная цель — интегрировать эти биомаркеры в повседневную клиническую практику, способствуя ранней диагностике и персонализированным стратегиям лечения».
