Исследователи из Университета штата Северная Каролина определили белки, которые могут быть полезны как для более ранней диагностики бокового амиотрофического склероза (БАС), так и для более точного прогноза заболевания.
БАС, часто называемый болезнью Лу Герига, – это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, поражающее головной и спинной мозг. В настоящее время не существует эффективного лечения или излечения.
"Текущее среднее время от появления симптомов до постановки диагноза у пациентов с БАС составляет от 1 до 1,5 лет," говорит Майкл Береман, доцент кафедры биологических наук в штате Северная Каролина, руководитель отдела протеомики Центра здоровья человека и окружающей среды штата Северная Каролина (CHHE) и ведущий автор статьи с описанием работы. "В этот период пациенты тратят много времени и денег. И как только пациенту поставлен диагноз, инструменты, которые у нас есть в настоящее время для отслеживания прогрессирования заболевания, очень субъективны."
Береман, которому в 2015 году был поставлен диагноз БАС, не понаслышке знает о недостатках современных методов диагностики и прогноза. Поэтому он и его коллеги из штата Северная Каролина решили искать у пациентов с БАС биомаркеры, которые потенциально могут ускорить диагностику и дать врачам более точную картину прогрессирования заболевания.
Команда получила образцы спинномозговой жидкости (CSF) и плазмы крови у 33 пациентов с БАС и 30 здоровых людей. "Мы искали различия в содержании белка," Береман говорит. "По сути, если в жидкостях БАС были более высокие или более низкие уровни определенного белка, он считался представляющим интерес белком."
Используя масс-спектрометрию, они идентифицировали более 1000 различных белков в жидкостях, а затем использовали передовые методы машинного обучения для разработки моделей, состоящих из нескольких белков. "Это была комбинация белков, которая действительно улучшила диагностическую и прогностическую ценность любого отдельного белка," Береман говорит. Модели, разработанные на основе белков, обнаруженных в спинномозговой жидкости, оказались более полезными, чем модели в плазме крови. Тем не менее, Береман отмечает, что существует очевидный потенциал для анализа в плазме крови, который был бы менее инвазивным.
Береман выбрал два белка, которые выглядели многообещающими как для диагностических, так и для прогностических приложений, затем провел дальнейший анализ, чтобы подтвердить их полезность в качестве биомаркеров. Белки, хитиназа-3-подобный1 и альфа-1-антихимотрипсин, связаны с активацией иммунной системы в головном мозге и, таким образом, также могут быть использованы в качестве объективного способа измерения эффективности текущих методов лечения, направленных на замедление этого пути. Интересно, что активация иммунной системы, как известно, также играет роль в других нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, что указывает на то, что анализы потенциально могут быть использованы и при этих заболеваниях.
"Наша цель – создать панель целевых белков, которая могла бы дать врачам более быстрый путь к диагностике пациентов с БАС, а также объективный способ измерения прогрессирования заболевания или проверки эффективности новых лекарств," Береман говорит. "Наши следующие шаги будут заключаться в изучении изменений этих белков и их сигнальных путей с течением времени в жидкостях, которые были продольно собраны у пациентов с БАС."