Международная группа исследователей разработала инновационный подход к диагностике различных патологий на основе анализа генного шума. Изучая пациентов со свиным гриппом, COVID-19 и сепсисом, ученые обнаружили схожие молекулярные нарушения, что открывает новые возможности для ранней диагностики и лечения этих заболеваний. Перспективный метод анализа шума генных ансамблей позволяет не только прогнозировать тяжесть течения болезни, но и может стать эффективным инструментом в борьбе с будущими пандемиями.
В основе исследования лежит анализ двух ключевых параметров экспрессии генов — среднего числа копий РНК и отклонений в их количестве (генного шума). В отличие от традиционных подходов, фокусирующихся на изменениях среднего числа копий РНК, ученые сосредоточились на изучении генного шума как независимого показателя стабильности биологической системы и фактора развития патологий.
Увеличение генного шума приводит к нарушению баланса белков в клетке, что вызывает сбои в работе ферментов и метаболических процессов. Такие изменения наблюдаются при старении организма и связаны с повышенным риском различных заболеваний — от рака до деменции.
Инновационный подход позволяет анализировать не отдельные гены, а целые наборы генов со схожими функциями — генные ансамбли. Это дает возможность оценивать нарушения биологических процессов на системном уровне. Изменения в шуме генных ансамблей отражают как колебания в экспрессии генов, так и нарушения пропорций между ними.
В ходе исследования пандемии COVID-19 ученые выявили важную закономерность: большинство летальных исходов связано не напрямую с вирусной инфекцией, а с развитием сепсиса — острой иммунной реакции организма. При сепсисе энергозатраты клеток возрастают на 20-50%, что может привести к истощению организма.
Анализируя данные пациентов из Нидерландов и Великобритании, исследователи обнаружили, что генный шум значительно повышается как при сепсисе, так и при вирусных инфекциях. Схожие изменения в экспрессии генных ансамблей указывают на то, что эффективное лечение сепсиса может стать универсальным средством первой линии защиты при различных инфекционных заболеваниях.
Исследование показало, что при сепсисе нарушается работа митохондрий и пероксисом — важнейших клеточных органелл. Это открытие позволяет использовать уже существующие препараты для стабилизации клеточных функций. Кроме того, методы лечения, применяемые в онкологии для восстановления работы митохондрий, могут быть адаптированы для терапии сепсиса и вирусных инфекций.
Разработанный метод анализа шума генных ансамблей успешно применяется для прогнозирования исхода различных заболеваний. Точность диагностических моделей превосходит традиционные подходы, что подтверждено в сравнении с результатами крупного голландского консорциума MARS.
Это революционное открытие открывает новые горизонты в медицинской диагностике и лечении широкого спектра заболеваний. Метод особенно перспективен для раннего выявления патологий и разработки персонализированных терапевтических стратегий.
[Источник фото: ru.123rf.com]
Источник: scientificrussia.ru
