Исследователи из Лаборатории таргетной терапии и предиктивной диагностики Центрального университета разработали диагностическую систему, которая анализирует состояние макрофагов — ключевых клеток иммунной системы — и прогнозирует риски осложнений у пациентов с воспалительными заболеваниями. Эксперименты проводились на пробах пациентов с пневмонией, бронхитом и астмой; точность определения неизвестных диагнозов составила более 85%.
До появления этой разработки воспалительные заболевания диагностировались по симптомам, биохимическим тестам, цитологическим и гистологическим исследованиям, рентгенографии. Ни один из этих методов не позволял заранее оценить риск осложнений: одинаковые клинические показатели у разных пациентов могли приводить к принципиально разным исходам, вплоть до летальных. Выявление таких высокорисковых случаев оставалось нерешённой задачей.
Технически система работает следующим образом. Учёные создали молекулы-маркеры разной формы, которые действуют как высокочувствительные датчики: находят макрофаги и прочно соединяются с ними. Полученный массив данных о взаимодействии молекул с иммунными клетками интерпретирует нейросеть, обученная на более чем 100 клинических случаях. Алгоритм применяет линейный дискриминантный анализ — метод, который ищет статистическую связь между состоянием иммунных клеток и тяжестью заболевания. Результат отображается в виде графика-карты, где пациенты разделяются на три зоны: с хорошим, нейтральным и плохим прогнозом лечения.
Точность распознавания неизвестных диагнозов превысила 85% по результатам экспериментов.
Один из практически значимых выводов исследования касается индивидуальной реакции иммунитета на препараты. Многие лекарства напрямую влияют на активность макрофагов, причём этот эффект непредсказуем: один и тот же препарат при схожем диагнозе может усилить лечение у одного пациента и спровоцировать опасное осложнение у другого. Новая система позволяет заранее протестировать, как иммунитет конкретного человека отреагирует на терапию. Руководитель лаборатории, доктор химических наук Елена Кудряшова отдельно отметила, что исследование выявило неожиданный эффект биодобавок: в разумных дозах безобидные, при воспалительных заболеваниях они могут давать непредсказуемое и не всегда положительное действие на макрофаги.
Пока система применяется для диагностики заболеваний лёгких, однако авторы планируют адаптировать её для других воспалительных и аутоиммунных патологий. По оценке команды, метод способен повысить эффективность лечения для не менее двух миллионов пациентов в год в России. Разработка стала результатом межвузовского сотрудничества: помимо Центрального университета, в проекте участвовали Химический факультет МГУ и факультет математики Левенского университета Бельгии.
