Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Метаболомические исследования: взгляды клинициста

Метаболомика всесторонне описывает молекулярный фенотип биологического объекта с предельно возможной степенью детализации и является неотъемлемой частью постгеномных исследований. Посредством же анализа метаболитов, задействованных в патологических биохимических процессах, метаболомный анализ может использоваться в клинической практике для эффективной диагностики и расчета рисков онкологических заболеваний. 

Введение.

В настоящее время согласно базе данных о метаболоме человека, все известные метаболиты, присутствующие в человеческом организме составляют более 17 тыс. Эта цифра не окончательная, проводимые исследования в данном направлении открывают нам все новые и новые ключевые метаболиты характерные для разных заболеваний, и в первую метаболиты онкологических заболеваний. Аналитические подходы, применяемые в этой области по своей специфичности и чувствительности, не уступают генетическим исследованиям.

Метаболомические исследования (МИ) - это наиболее точный подход, который дает возможность быстрого мониторинга состава низкомолекулярных соединений, без необходимости более глубокого анализа [1]. Все без исключения МИ делятся на две группы.

  1. Первая группа это целевой анализ
  2. Вторая группа это метаболическое профилирование Данное разделение происходит согласно цели проведения исследования и характера получаемой информации. Целевой анализ направлен на изучение конкретных или ключевых известных метаболитов и позволяет наиболее детально изучить выбранные классы соединений [2]. Метаболическое профилирование проводится в случаях, когда важно получить достоверную информацию о количестве всех возможных метаболитов и какие именно метаболиты, связаны с исследуемыми патофизиологическими процессами в организме. На практике наиболее часто используется профилирование метаболитов. Так как это позволяет проводить качественный и количественный анализ данной группы метаболитов. Независимо от выбранного аналитического подхода, существуют несколько общих шагов в МИ, включая сбор и подготовку проб, сбор и обработку данных, биостатистические анализы и интерпретацию данных. Метаболическое профилирование является начальной стадией для проведения дальнейших целевых исследований [3].

Материалы и методы.

Также очень важным в МИ является сбор образцов, хранение и подготовка к инструментальному анализу. Кровь (и его производные, такие как сыворотка) и моча являются наиболее часто используемыми образцами для исследований биомаркеров, из-за легкой доступности и высоким содержанием метаболитов.

Также для МИ могут использоваться слюна, бронхиальное содержимое, секрет поджелудочной железы и простаты, фекалии, и другие типы физиологических жидкостей или тканей [4].

Согласно стандартам МИ объем образцов, необходимый для большинства анализов находится в пределах от 0,1 до 0,5 мл. Согласно литературным данным образцы тканей также широко изучены при МИ с использованием масс-спектрометрии (МС) [5]. Образцы тканей требуют более сложных процедур подготовки перед анализом, так как, имеют в большей степени неоднородность [6].

Источники клинического материала для молекулярных исследований согласно стандартам МИ должны быть заморожены и храниться при температуре ниже -80°С. Все образцы тканей фиксируются в формалине погруженных в парафин.

Метаболиты, присутствующие в биологических образцах отличаются по молекулярной массе, термостабильности и полярности. Поэтому, чтобы изолировать все одновременно, используется метод разделения, выбор метода подготовки проб зависит от характера исследуемого соединения, класса и типа аналитического метода [7]. Метод разделения или масс- спектрометрия (МС) является высокочувствительным методом, который позволяет выявлять большое количество метаболитов даже при очень низких концентрациях [8]. МС чаще всего используют в сочетании с аналитическими методами, такими как, жидкостная или газовая хроматография (ЖХ / ГХ-МС) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) [9]. Сочетание различных аналитических методов, в том числе MC, ЯМР и методов визуализации, представляют собой наиболее эффективный подход к МИ. Последним этапом в МИ является анализ и интерпретация данных. Собранные посредством MC или ЯМР спектральные данные требует дальнейшей многоступенчатой обработки и нормализации для дальнейшей идентификации компонентов и их количественного анализа [10]. Такие данные идентифицируют путем размещения или поиска метаболитов в базе данных, таких как Метаболом Database (HMDB), Метлин, базе данных Golm и MassBank. Далее, многомерная статистика, требуется для распознавания образов и идентификации многокомпонентных выбросов, характерных для различных заболеваний, в том числе и раковых. Метод PCA или многофакторный анализ, основан на методах проекции. РСА моделирование используется для оценки статистической дифференциации между группами и для биохимической интерпретации. РСА (или метод главных компонентов) извлекает и отображает систематические изменения во всех образцах крови, а также показывает основные тенденции и выбросы. Эти выбросы отображают взвешенную разность между наблюдаемыми группами. Следовательно, мы можем определить эти выбросы как уникальные для исследуемых групп.

Методы PLS. При оценке данных РСА в графиках рассеивания могут появляться сигналы выше спектрального шума. Например, контрольные образцы могут быть слишком разнородны, из-за изменений, вызванных заболеваниями, полом, возрастом, питанием, образом жизни, генами и неизвестными факторами. Для решения такой неоднородности используется РLS - метод (или метод наименьших частичных квадратов). 

Заключение

Таким образом, метаболомические исследования в последнее время все больше и больше используются в клинической медицине для поиска биомаркеров злокачественных заболеваний, а также для понимания патогенетических механизмов. МИ из всех постгеномных наук в настоящее время являются самыми эффективными, так как дают обширную информацию при низких затратах. Они позволяют учесть влияние эндогенных и экзогенных факторов, оказывающих влияние на злокачественный процесс и на организм в целом. На основании этих данных можно сделать необходимое заключение, как о механизме заболевания, так и о диагностических маркерах. В дальнейшем комбинируя результаты МИ с данными геномных, транскриптомных и протеомных исследований можно получить еще более полную и достоверную информацию. Анализ метаболомного профиля крови, позволяет единовременно получать информацию о сотнях и тысячах метаболитов, и уже сейчас показывает значимые результаты в решении большого количества научных и клинических задач. Поэтому на фоне новых аналитических методов, метаболомика является наиболее важным диагностическим направлением для злокачественных заболеваний в группе ОМИКС - технологий.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. (МЕТАБОЛОМНОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ КРОВИ // О.П. Трифонова, П.Г. Лохов, А.И. Арчаков // Биомедицинская химия, 2014 том 60, вып. 3, с. 282.)
  2. Howe F. A., Barton S. J., Cudlip S. A., et al. Metabolic profiles of human brain tumors using quantitative in vivo 1H magnetic resonance spectroscopy. Magnetic Resonance in Medicine. 2003;49(2):223-232
  3. Beger R. D. A review of applications of metabolomics in cancer. Metabolites. 2013; 3(3):552-574
  4. Kind T., Tolstikov V., Fiehn O., Weiss R. H. A comprehensive urinary metabolomic approach for identifying kidney cancerr. Analytical Biochemistry. 2007; 363(2):185-195
  5. Wu H., Xue R., Tang Z., et al. Metabolomic investigation of gastric cancer tissue using gas chromatography/mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2010; 396(4):1385-1395
  6. Wu H., Southam A. D., Hines A., Viant M. R. High-throughput tissue extraction protocol for NMR- and MS-based metabolomics. Analytical Biochemistry. 2008; 372(2):204-212
  7. Dettmer K., Aronov P. A., Hammock B. D. Mass spectrometry-based metabolomics. Mass Spectrometry Reviews. 2007;26(1):51- 78
  8. Villas-Boas S. G., Mas S., Akesson M., Smedsgaard J., Nielsen J. Mass spectrometry in metabolome analysis. Mass Spectrometry Reviews. 2005; 24(5):613-646
  9. Wu H., Southam A. D., Hines A., Viant M. R. High-throughput tissue extraction protocol for NMR- and MS-based metabolomics. Analytical Biochemistry. 2008;372(2):204-212
  10. Katajamaa M., Oresic M. Data processing for mass spectrometry-based metabolomics. Journal of Chromatography A. 2007; 1158(1-2):318-328

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.