В исследовании, опубликованном в журнале Cells , группа ученых описывает использование моделей машинного обучения для выявления изменений в молекулах РНК плазменных внеклеточных везикул (ВВ), которые могут потенциально способствовать выявлению болезни Альцгеймера (БА) на самых ранних стадиях.
ЭВ — это крошечные частицы, выделяемые клетками организма, обнаруженные во всех биологических жидкостях человека, и они несут молекулы, которые предоставляют информацию о состоянии здоровья и заболевания исходной ткани.
Ученые из Научно-исследовательского института трансляционной геномики (TGen), входящего в состав «Города надежды», в сотрудничестве с врачами Исследовательского центра болезни Альцгеймера Шили-Маркоса при Калифорнийском университете в Сан-Диего исследовали содержимое ЭМ из плазмы более сто пациентов: здоровая контрольная группа наряду с пациентами, страдающими AD или легкими когнитивными нарушениями (MCI).
Команда использовала технологию секвенирования для анализа спектра малых молекул РНК, составляющих груз EV.
«Примечательно, что мы обнаружили, что многие из изменений, которые мы наблюдаем в ЭВ у наших пациентов с диагнозом БА, присутствуют у людей с предсимптомной болезнью, которым диагноз был поставлен от пяти до 15 лет спустя», — сказал старший автор Кендалл Ван Кеурен-Йенсен, доктор философии. ., профессор отдела нейрогеномики TGen и заместитель директора по научным ресурсам TGen.
«Наши модели смогли предсказать развитие заболевания примерно у 80% участников даже за десять лет до появления симптомов ».
Болезнь Альцгеймера (БА) поражает миллионы людей во всем мире и оказывает разрушительное воздействие не только на человека, страдающего от БА; существенные физические, психические, социальные и финансовые потери, которые наносит AD, распространяются на их близких и лиц, осуществляющих уход.
Заболевание развивается поэтапно, начиная с MCI, который иногда остается незамеченным, прогрессируя в AD с заметными нарушениями памяти и познания и завершаясь разрушительной потерей идентичности, способности к самообслуживанию и социальному взаимодействию и, в конечном итоге, смертью.
«Сравнивая содержание РНК в ЭВ у наших участников с AD, MCI и контрольной группы, мы обнаружили сотни различных транскриптов РНК», — сказал соавтор исследования и ученый-вычислитель TGen Эрик Олсоп, доктор философии. «Мы воспользовались этими различными расшифровками для создания моделей машинного обучения, которые могут с высокой точностью различать группы наших заболеваний», — добавил Олсоп.
Нейродегенеративные состояния, такие как БА, могут начаться за много лет до появления каких-либо заметных симптомов, часто вызывая значительное повреждение головного мозга до постановки диагноза.
«Это одно из первых исследований, показывающих изменения в молекулах РНК плазменных ЭВ, которые предшествуют появлению симптомов», — сказала соавтор исследования и научный сотрудник отдела нейрогеномики TGen Джоанна Паладе, доктор философии, — и предоставляет доказательства того, что некоторые из скрытых патологий, возникающих на ранних стадиях заболевания, отражаются в плазменных ЭВ, где к ним можно получить доступ минимально инвазивным способом и использовать для разработки биомаркеров».
Точное определение этого расширенного периода развития может дать пациентам возможность изучить лекарства, модифицирующие заболевание, или внести коррективы в образ жизни.
«Возможность надежно предвидеть и отслеживать, у кого разовьется заболевание и в какие сроки, представляет огромную ценность для врачей, принимающих этих пациентов в клинике», — сказал Тимоти Уитсетт, доктор философии, старший директор по институциональным исследовательским инициативам и исследованиям TGen. соавтор.
