Елена Ковалева, руководитель проекта.
Фото: пресс-служба УрФУ / Анастасия Соколова
Уральские ученые разрабатывают тест-систему нового типа, которая поможет диагностировать заболевания на ранней стадии. Она будет отслеживать значимые изменения иммунитета по биомаркерам крови (показывают состояние метаболома кишечной микробиоты). Как утверждают разработчики, сегодня не существует таких систем, над ее созданием работают специалисты в разных странах. Аналоги действуют по другим принципам и сложнее в применении. Интересантами новой технологии могут быть больницы, диагностические центры, R&D центры фармацевтических корпораций, полагают разработчики.
«Мы полагаем, что наша тест-система упростит и удешевит процесс диагностирования иммунодефицитных состояний на ранних стадиях. Анализ будет по специфическим биомаркерам плазмы крови, идентифицируемым по хроматографическим пикам. Биомаркеры будут выбраны среди липидов, аминокислот и витаминов, обнаруживаемых в плазме крови. Они являются метаболитами кишечной флоры, которая подвергается изменениям в результате возникновения в организме неблагоприятных состояний. Подобный анализ позволит не только детектировать наличие заболевания на ранней стадии, но и подобрать персональное лечение и оптимальную таргетную терапию. Кроме прочего, для анализа понадобится минимальное количество крови», — рассказывает руководитель исследования, профессор кафедры технологии органического синтеза УрФУ Елена Ковалёва.
В основе новой тест-системы лежит высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС). Этим методом будут определять специфические микробные маркеры в крови, количество которых зависит как от самого вида заболевания, так и от тяжести его протекания, поясняют исследователи.
На первом этапе систему протестировали на лабораторных животных. Мышам ввели препарат, который снизил иммунитет животных, и с помощью ВЭЖХ-МС ученые отследили, как изменилось количество биомаркеров микробиоты: жирных кислот, глицеролипидов, фосфолипидов и т.д. Следующий этап — найти корреляцию этих идентифицированных биомаркеров с таковыми для человека. В целом же в планах исследователей — разработать программное обеспечение и с помощью суперкомпьютеров и машинного обучения проанализировать большой объем данных, чтобы в итоге получать более точные результаты.
«Наша система потребует минимум затрат на пробоподготовку и, полагаем, будет выдавать достоверный анализ содержания индивидуальных липидов, аминокислот и витаминов в качестве микробных маркеров крови. С помощью нейронной сети анализ будет проводиться по более чем 10 000 молекулярных маркеров», — заключает Елена Ковалёва.
Также ученые планируют запатентовать разработку и привлечь в проект заинтересованный бизнес. Прототип устройства разработчики предполагают создать к 2025 году и уже к 2027 году завершить разработку технологии и выйти с ней на рынок.
Отметим, над созданием системы работают специалисты научно-образовательного и инновационного Центра химико-фармацевтических технологий Химико-технологического института УрФУ, Института иммунологии и физиологии УрО РАН, научно-исследовательского института вирусных инфекций «Виром» Роспотребнадзора.
Справка
Микробиота человека содержит бактерии, грибки, вирусы, которые обитают в человеческом теле, — это сотни миллиардов микроорганизмов в носу, во рту, на коже, в глазах, легких и т.д. Микробиота в желудочно-кишечном тракте (ее масса порядка 2 кг) играет особенно важную роль. Она важна для нормального функционирования иммунной системы кишечника; получает ресурсы для метаболизма из нашей пищи и участвует в процессе переваривания пищи.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Уральского федерального университета