Используя газовую хроматографию, масс-спектрометрию и нейронные сети, китайские исследователи создали инструмент для ранней диагностики болезни Паркинсона. Этот метод скрининга отличается более низкой стоимостью и, по предварительным данным, обладает большей эффективностью, поскольку позволяет с высокой точностью определять наличие заболевания.
Болезнь Паркинсона занимает второе место (после болезни Альцгеймера) по распространенности среди сложных, прогрессирующих нейродегенеративных заболеваний. Раннее выявление этой болезни имеет решающее значение для успешного лечения пациентов, однако ее симптомы на начальных этапах могут быть неясными, что усложняет диагностику. К тому же, современные методы обследования, включая клинические шкалы и нейровизуализацию, могут быть подвержены субъективности и требовать значительных затрат.
Согласно предыдущим исследованиям, анализ состава кожного сала позволяет с высокой точностью определить наличие заболевания. При патологии маслянистые вещества, выделяемые сальными железами, могут приобретать специфический запах по мере развития болезни, что обусловлено системным воспалением. Однако, такой косвенный метод диагностики может быть неточным, поскольку на выработку себума и его состав способны влиять внешние факторы, такие как повышенная влажность или интенсивное солнечное излучение.
Исследователи из Чжэцзянского университета в Китае отметили, что кожа, покрывающая слуховой проход, служит барьером от воздействия окружающей среды, что позволяет использовать ушную серу, содержащую кожное сало, для диагностики болезни Паркинсона. Более того, получение образцов для анализа ушной серы является простой процедурой.
Разработанная исследователями диагностическая модель позволяет анализировать летучие органические соединения, содержащиеся в выделениях из ушного канала, с применением нейронной сети. Для анализа образцов использовался газовый хроматографию—масс-спектрометрию. Данный аналитический метод объединяет возможности хроматографа и масс-спектрометра для качественного и количественного определения компонентов, входящих в состав сложных смесей.
Для идентификации биомаркеров заболевания ученые выбрали четыре вещества (этилбензол, 4-этилтолуол, пентаналь и 2-пентадецил-1,3-диоксолан), способные, по их мнению, выявить разницу между пациентами с болезнью Паркинсона и здоровыми людьми. Образцы были получены путем забора мазков из ушной раковины 209 человек, у 108 из которых было подтверждено наличие болезни Паркинсона. В ходе анализа полученных выделений исследователи выявили различия в составе этих компонентов.
Используя полученные данные, разработчики обучили нейросеть, которая с точностью 94,4 процента определяла образцы ушной серы у людей, страдающих заболеванием, и у здоровых людей. Это свидетельствует об успешном скрининге, и после дальнейшей оптимизации модель может стать эффективным инструментом для ранней диагностики болезни.
Научная работа опубликована в журнале Analytical Chemistry.