| Аннотация |
Актуальность исследования обусловлена растущей проблемой хронических неинфекционных заболеваний, в частности сердечно-сосудистых и метаболических патологий, которые остаются ведущей причиной смертности и инвалидизации населения во всем мире. С клинической точки зрения этиология ССЗ сложна и охватывает метаболические нарушения, генетические изменения, экологические и социальные факторы риска, а также недавние долгосрочные последствия заболевания COVID-19. Существующие методы диагностики, как правило, имеют ограниченную чувствительность и специфичность и выявляют заболевания на стадии уже развившейся патологии, когда терапевтические возможности существенно ограничены и требуются значительные затраты на лечение. Сложившаяся ситуация формирует запрос на поиск инновационных, удобных и экономичных методов эффективного прогнозирования риска, ранней диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Действительно, первичная профилактика сердечно-сосудистых заболеваний основана на способности выявлять лиц с высоким риском задолго до появления явных патологических событий. Аптамеры — это препараты на основе РНК или ДНК, которые привлекли большое внимание в клинических исследованиях в качестве альтернативы классическим агентам на основе моноклональных антител. Cинтетическая природа аптамеров и небольшой размер (∼9 кДа против ∼150 кДа антител и ∼15 кДа нанотел) делает их воспроизводимость очень точной, с низкой вариабельностью между партиями при крупномасштабном производстве. Их стоимость менее затратна, чем у антител, производство которых требует более сложных условий in vivo . В настоящий момент проведено множество исследований, в которых продемонстрирована потенциальная возможность применения аптамеров в молекулярной терапии, диагностике, биосенсорике и адресной доставке лекарств, а также завершен ряд базовых исследований, которые успешно перешли в клинические испытания, и некоторые инструменты на основе аптамеров вышли на рынок. Молекулы, такие как метаболиты, а также ДНК, РНК, белки и гормоны, могут служить биомаркерами, а увеличение или уменьшение их концентрации в жидкостях организма можно оценить как показатель нормальных биологических процессов, тяжести заболеваний или фармакологических ответов на терапевтическое вмешательство. В этой связи циркулирующие биомаркеры, такие как миоглобин (Myo), натрийуретический пептид B-типа, сердечный тропонин I (cTnI), С-реактивный белок (CRP), интерлейкины и интерфероны, являются наиболее часто используемыми в клинических условиях для многих сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, несмотря на то что они хорошо зарекомендовали себя в клинических условиях, обнаружение этих биомаркеров в очень низких концентрациях может вызывать серьезные трудности. Действительно, большинство белков-биомаркеров, особенно на ранних стадиях заболевания, присутствуют в крови в следовых количествах (от 0,1 пг мл -1 до 1 нг мл -1), что намного ниже достижимого предела обнаружения современных диагностических датчиков. Таким образом, требуется разработка более чувствительных, надежных и экономически эффективных диагностических платформ, которые также могут помочь в обнаружении и мониторинге здоровья пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями в режиме реального времени. Диагностика на основе антител имеет недостатки, включая высокие производственные затраты, трудоемкие процессы (требующие нескольких часов или дней для достижения конечных результатов) и низкую надежность из-за различий от партии к партии. Эти недостатки антител привели к смещению фокуса исследований по поиску инновационных технологий диагностики в сторону аптамеров, которые рассматриваются как возможные превосходные кандидаты на мировом рынке биосенсоров. Использование аптамеров в качестве альтернативы традиционным подходам в диагностике демонстрирует их значительный потенциал и позволяет контролировать низкие уровни специфических белковых маркеров сердечно-сосудистых заболеваний и метаболических нарушений, а также разрабатывать инновационные платформы для протеомного скрининга, что открывает возможность к революционному улучшению в прогнозировании риска хронических заболеваний.
В научно-исследовательской части необходимо провести анализ и валидацию протеомных биомаркеров, позволяющих с высокой достоверностью прогнозировать риски развития сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний. Требуется определить оптимальный набор маркерных белков, обеспечивающих максимальную диагностическую точность на доклинической стадии заболеваний.
В технологической части предстоит разработать и оптимизировать методику синтеза специфичных аптамеров, обладающих высокой аффинностью к выбранным белкам-мишеням. Будут отработаны протоколы получения аптамеров с требуемыми характеристиками связывания и стабильности.
Ключевой задачей является создание прототипа диагностического чипа, включающее разработку оптимальной архитектуры чипа, способа иммобилизации аптамеров на поверхности и проведения анализа.
Заключительным этапом станет проведение комплексных исследований разработанной тест-системы, включая оценку аналитических характеристик (чувствительность, специфичность, воспроизводимость), а также эффективности в выявлении ранних рисков целевых заболеваний.
Предполагаемые результаты и их практическая значимость могут быть представлены в следующих ключевых аспектах.
В научно-технологической сфере будет создана инновационная тест-система на основе аптамерных чипов, позволяющая проводить многопараметрический анализ протеомных биомаркеров в плазме крови. Ожидается, что разработанная система обеспечит высокую чувствительность и специфичность выявления рисков развития сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний на доклинической стадии, обеспечит персонализированный подход к профилактике хронических заболеваний и в перспективе станет эффективным инструментом для раннего выявления пациентов группы риска и своевременного назначения превентивных мер, что существенно улучшит прогноз заболеваний и качество жизни пациентов.
В социально-экономическом аспекте применение разработанной технологии в будущем приведет к снижению затрат системы здравоохранения за счет смещения фокуса с лечения уже развившихся заболеваний на их профилактику. Ранняя диагностика рисков позволит предотвратить развитие тяжелых форм заболеваний и их осложнений, что уменьшит расходы на дорогостоящее лечение и реабилитацию.
В перспективе разработанная технологическая платформа может быть адаптирована для диагностики других заболеваний путем модификации набора определяемых биомаркеров, что расширит сферу её практического применения в области передовой медицинской диагностики.
|
