Как фекальный анализ может спасти жизнь: ученые удивили открытием

Поджелудочная железа работает молча. Она каждый день производит ферменты для пищеварения и гормоны, регулирующие уровень сахара. Но когда в ее проливах развивается рак — в частности протоковая аденокарцинома поджелудочной железы (ПАКЖ) — болезнь долго не дает о себе знать. И это делает его одной из самых опасных форм онкологии в мире.

Об этом пишет Science Alert.

Но наука нашла неожиданного союзника в борьбе с этим заболеванием — человеческие фекалии. Да, именно они могут считывать сигнал о том, что в организме что-то пошло не так. И эта новость — прорыв.

Наука уже давно знает: наш кишечник — это не только пищеварительный орган, но и целая экосистема, в которой обитает более 40 триллионов бактерий. Эти бактерии, или микробиом, образуют сложную биологическую сеть, реагирующую на изменения в организме, включая раковые.

Ученые из Финляндии и Ирана провели исследование, ставшее прорывом. Они собрали образцы фекалий у пациентов с ПАКЖ и здоровых людей, проанализировали бактериальную ДНК и выявили четкие закономерности. При раке поджелудочной:

• Разнообразие микробиому уменьшается

• Изменяется концентрация отдельных видов микробов

• Появляются уникальные бактериальные «подписи» болезни

Исследователи использовали метод 16S рРНК секвенирования — это позволило идентифицировать бактерии по фрагментам их ДНК. Далее в игру вступил искусственный интеллект: модель машинного обучения научилась точно отличать пациентов с раком от здоровых людей исключительно по микробиому в кале.

Точность модели поразительна: на основе нескольких миллионов числящихся фрагментов ДНК она строила бактериальные профили и выявляла отклонения.

Этот метод, по сути, открывает двери для создания неинвазивного теста раком поджелудочной железы, не требующим биопсии, УЗИ или КТ.

По данным исследований в Великобритании:

• Ежегодно выявляется 10 700+ новых случаев рака поджелудочной

• Более 9500 смертей ежегодно

• Показатели заболеваемости возрастают, а средний возраст пациентов снижается

• В 80% случаев рак обнаруживают на поздних стадиях.

Ученые отмечают, что эффективность фекального теста подтверждена в разных популяциях — в Японии, Испании, Китае, Иране, Финляндии. Это означает, что подход может работать глобально, а не только в отдельных генетических группах.

Технология уже используется в исследованиях:

• Колоректальный рак

• Болезни Паркинсона

• Аутоиммунные расстройства

• Воспалительных заболеваний кишечника

И это только начало. В лаборатории Quadram ученые работают с тысячами образцов, чтобы построить карту бактериальных изменений, которая станет основой для медицинских диагнозов будущего.

Рак оказывает влияние на микробиом. Но и микробиом, в свою очередь, может изменять течение болезни. Это двунаправленный процесс, еще не до конца изученный. Однако главное — мы уже можем использовать эти сигналы для ранней диагностики.

Микробиом перестает быть черной материей медицины. Он наш новый союзник. Благодаря биотехнологиям и искусственному интеллекту мы впервые приближаемся к моменту, когда рак поджелудочной железы можно будет проявлять к появлению симптомов.

Такие достижения не просто научная новинка. Они дают шанс на жизнь для тысяч людей, которые сегодня ежедневно сталкиваются с звучащим как приговор диагнозом.

По данным, собранным во время масштабного молекулярного анализа, существуют два возрастных периода, когда тело претерпевает особо стремительные изменения — в среднем возрасте 44 и 60 лет.