Опухоли головного мозга трудно распознать не только на ранней стадии, но даже после появления симптомов. Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали новый неинвазивный подход для диагностики глиомы — одной из наиболее агрессивных опухолей головного мозга. Они предложили новый метод выявления в крови пациентов биомаркеров — химических соединений, которые выделяет новообразование. Результаты исследований представлены в статье в журнале Pharmaceutics.
«Достоверно определить тип опухоли можно только с помощью гистологического исследования, которое проводится уже после удаления новообразования, — говорит заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ Юрий Кистенев. — Вместе с тем использование оптических методов анализа значительно расширяет возможности диагностики, более того, позволяет делать это неинвазивно, без забора биологических тканей. Мы использовали для этого метод рамановской спектроскопии, который дает возможность с высокой точностью фиксировать химические соединения в биологических жидкостях и тканях».
На начальном этапе ученые провели анализ литературы и собрали информацию о том, какие биологические маркеры встречаются в тканях глиомы. Затем провели эксперименты на лабораторных животных: грызунам вводили клетки глиобластомы человека. Спустя разное время животных выводили из эксперимента, исследовали сыворотку их крови. С помощью рамановской спектроскопии были выявлены наиболее специфичные частоты, по которым можно идентифицировать маркеры глиомы в биологической жидкости и разделить группу крыс на «больных» и здоровых.
Полученную информацию о маркерах собрали в библиотеку данных, которую исследователи использовали для машинного обучения нейросети. Таким образом, процесс анализа автоматизировали.
«Достоинство нашего метода в том, что он позволяет выявить «следы» опухоли на ранней стадии, еще до того, как болезнь проявила себя в явных симптомах, — поясняет Юрий Кистенев. — Дело в том, что глиобластома изменяет биохимический состав крови. Выделяемые ею вещества и опухолевые клетки попадают в кровь, которая разносит их по организму. Анализ этих биомаркеров дает информацию о развитии рака, она может использоваться как для диагностики заболевания, так и для контроля эффективности лечения».
По словам ученых, разработанный подход перспективен для выявления и других разновидностей опухолей. Все злокачественные новообразования выделяют специфические химические соединения. При наличии данных о том, какие именно биомаркеры характерны для конкретного типа заболевания, их можно будет выявлять с помощью метода рамановской спектроскопии и машинного обучения.
Добавим, что оптические методы анализа все чаще применяются в самых разных областях, в частности, открывают большие возможности для быстрой диагностики заболеваний. Так, ученые ТГУ в рамках проекта, поддержанного мегагрантом Правительства РФ, используют инструменты и технологии ИИ для создания методов неинвазивной диагностики вирусных и бактериальных респираторных инфекций, которые сократят время анализа с нескольких дней до нескольких минут.
Управление информационной политики ТГУ
Фото пресс-службы ТГУ
Нет комментариев