Перейти к основному содержанию
Реклама
Прямой эфир
Мир
FT сообщила об экономии британцев на здоровье из-за роста счетов за отопление
Мир
Законопроект об отмене налогов для помогающих ЛНР и ДНР компаний направили в правительство
Пресс-релизы
В новом сезоне телеканал «МИР» представит первую в мире медицинскую викторину
Политика
Лавров заявил об окончательной утрате автономии Евросоюзом
Общество
Нарышкин сообщил об указывающих на след Запада материалах в деле по авариям на СП
Мир
Швеция заявила о преднамеренном характере инцидентов на «Северных потоках»
Авто
Китайский авторынок вырос на треть в августе 2022 года
Мир
Politico заявила о «ярости» в ЕС из-за отсутствия плана по потолку цен на газ
Общество
Ростуризм попросил туроператоров возвращать деньги за туры мобилизованным
Мир
Запорожскую область назвали приоритетным направлением для попытки контрнаступления ВСУ
Мир
Финляндия закрыла границу для российских туристов с полуночи

Математика желудка: ученые поняли, как посчитать полезные бактерии

Российские биоинформатики научились определять, здоров ли микробиом пациента
0
Фото: Global Look Press/DPA/Gregor Fischer
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Практически всегда вместе с антибиотиками врачи назначают и препараты от дисбактериоза. Но пока это происходит вслепую: доступных способов определить состав сообщества бактерий в кишечнике человека еще не существует. Однако бедность микробиома может привести к смерти пациента. Разнообразие сообщества бактерий в кишечнике — это критический параметр, который нужно уметь определять. Петербургские ученые придумали, как оценить здоровье микробиома в целом, не имея возможности изучить каждую бактерию в отдельности.  

Считается, что у человека в кишечнике живет порядка тысячи видов бактерий: у кого-то — больше, у кого-то —- меньше. Известны случаи, когда при раке крови грозная болезнь отступала, но человек всё же погибал от побочных эффектов: уж слишком много полезных бактерий оказывались жертвами химиотерапии. И подобное, хотя и в меньших масштабах, происходит каждый раз, когда мы глотаем антибиотики: полезные бактерии гибнут. Чтобы научиться восстанавливать это сообщество после внешнего воздействия — например, после курса антибиотиков, — необходимы надежные методы диагностики. Однако на этом пути ученые встречают барьер. 

— Основную массу обитающих на Земле микроорганизмов мы не знаем, потому что не можем их вырастить в лабораторных условиях, — поясняет замруководителя Центра алгоритмической биотехнологии Института трансляционной биомедицины СПбГУ, профессор Алла Лапидус. — Из числа бактерий, обитающих в кишечнике человека, известна примерно половина.

По словам Павла Певзнера, руководителя Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ, профессора Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), Медицинского института Говарда Хьюза (США) и директора Центра вычислительной масс-спектрометрии Национального института здоровья США, здоровым можно назвать разнообразный микробиом.  

— Разнообразие и сложность микробиома каждого из нас постоянно меняется, — говорит Павел Певзнер. — После того как вы применяете антибиотик, разнообразие уменьшается, потому что антибиотик убивает много видов бактерий. Химиотерапия также сильно воздействует на микробиом: иногда он становится настолько примитивным, что один или несколько видов бактерий занимают всё пространство и человек может не выжить. Разнообразие микробиома — это критический параметр, который нужно уметь оценивать.

Ученые пришли к идее анализировать сложность микробиома человека в целом, не имея возможности изучить каждую бактерию в отдельности. Перед биоинформатиками была поставлена задача, которая, с одной стороны, важна для изучения метагеномов (совокупность геномов, например, в кишечнике — это микробиом), а с другой — разрешима с вычислительной точки зрения.

—- Мы вместе с моим сотрудником Антоном Банкевичем нашли способ рассчитать сложность микробиома, — рассказывает Павел Певзнер. — Мы разработали математическую программу, которая позволяет получить такую информацию о каждом конкретном человеке и сказать, является ли микробиом здоровым или больным, и подсказать доктору, что нужно сделать для его восстановления, например, после курса антибиотиков.

Сотрудник Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Антон Банкевич отметил важность появления технологии чтения (секвенирования) геномов, способной генерировать длинные и точные геномные последовательности любого живого организма, и бактерий микробиома в том числе.

— Алгоритм создан на пике интереса к этой технологии, — подчеркнул эксперт. — Ее наличие критично для применения разработанного алгоритма, который вычисляет значение математической формулы, подставляя значения, полученные с помощью реальных данных, и, при необходимости, корректируя результат с учетом особенностей реальных данных, не учтенных в формуле. Алгоритм реализован в виде программы и находится в свободном доступе.

Публикация алгоритма в международном научном журнале Cell Systems закрепляет лидерство петербургских биоинформатиков в этой области научного знания. Но потребуется еще несколько лет, чтобы вместе с докторами научиться использовать большие массивы данных. До того момента, когда можно будет проанализировать микробиом конкретного человека пройдет 3–4 года.

Для развития науки новый алгоритм очень интересен, уверена заведующая научно-исследовательской лабораторией внутрибольничных инфекций НМИЦ им. В.А. Алмазова, доктор медицинских наук Елена Баранцевич. Она отметила, что в современную эпоху происходит быстрая смена технологий, доступных ученым.

— Раньше мы могли читать только короткие фрагменты ДНК и оценивать микробиом по ним. А сейчас появилась возможность прочитывать длинные фрагменты ДНК, что расширило наши возможности, но одновременно привело к необходимости создания адекватных методов оценки полученных данных.

По ее мнению, предложенный математический алгоритм может быть очень перспективным.

 

Читайте также
Реклама
Прямой эфир