Молекулярный портрет — это динамический набор белков и нуклеиновых кислот (биомакромолекул), которые могут быть обнаружены в крови человека. С их помощью можно опознать происходящие в организме процессы — как нормальные, так и приводящие к нарушениям.
Такой молекулярный портрет человека смогли сформировать при помощи масс-спектрометрических измерений сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института биомедицинской химии (ИБМХ) имени В. Н. Ореховича. С помощью нового метода по биомакромолекулам можно будет определить здоров человек или же у него имеются патологии.
Создать подобную технологию получилось благодаря разработанной в институте уникальной научной установке (УНУ) «Авогадро» — единственном в России комплексе молекулярных детекторов, предназначенном для исследования биосистем на уровне единичных молекул. В рамках масштабного проекта мирового уровня ИБМХ имени В. Н. Ореховича использует установку в качестве инструмента для разработки систем ранней диагностики социально-значимых заболеваний.
«Основой УНУ «Авогадро» являются молекулярные детекторы — аналитические приборы, способные регистрировать сигнал от единичных биомакромолекул — белков или нуклеиновых кислот. С помощью молекулярных детекторов можно обнаружить единичные биомакромолекулы и исследовать их свойства — физико-химические или функциональные. Исследования биосистем на УНУ «Авогадро» позволяют изучить биологический объект с нового «ракурса» — оценить вклад каждой биомакромолекулы в функционирование системы в целом», — рассказывает директор ИБМХ, доктор биологических наук Елена Пономаренко.
Молекулярный портрет «здоровья» удалось создать при помощи масс-спектрометрических измерений, выполненных методом мониторинга выбранных/множественных реакций в плазме крови человека. По мнению ученых, такой подход позволяет определить не только белки в биоматериале, но и их количество. В отличие от традиционно применяемых в клинической диагностике антительных методов, новый подход может регистрировать фрагменты белков — пептидов.
Анализ результатов собственных экспериментов, а также данных, накопленных мировым научным сообществом, позволил ученым определить группу белков, которые формируют своеобразный референс (норму для здорового человека). Отклонение от референса может служить сигналом для корректировки образа жизни, питания и других факторов с целью профилактики заболеваний.
«Сходство индивидуального портрета с общим оценивается математическими алгоритмами. В результате система анализа выдает рекомендацию по корректировке образа жизни с учетом индивидуальных особенностей человека», — говорит заведующая лабораторией анализа постгеномных данных Екатерина Ильгисонис.
Исследование прошло при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям» национального проекта «Наука и университеты», его результаты исследования опубликованы в одном из международных научных изданий.