Микробиом, иммунитет и метаболизм: что пошло не так
Новое исследование, проведённое учёными из Лаборатории Джексона (Jackson Laboratory) и Университета Дьюка (Duke University), проливает свет на биологические механизмы миалгического энцефаломиелита/синдрома хронической усталости (СХУ). Болезнь, которую годами относили к «непонятным», теперь получила чёткий метаболически-иммунный портрет. По словам Дерья Унутмаз (Derya Unutmaz), научного сотрудника Лаборатории Джексона (Jackson Laboratory), им удалось добиться 90% точности в распознавании пациентов на основе анализа микробиома кишечника, крови и клинических симптомов.
ИИ-платформа под названием Biomapai интегрировала массив данных от 249 человек: анализы стула, крови, профили иммунных клеток и субъективные жалобы. Алгоритм оказался способен не просто выявлять СХУ — но и указывать на характерные сбои: пониженные уровни бутирата (полезной жирной кислоты), нарушения метаболизма, нестабильные иммунные реакции. Особенно — с участием клеток MAIT, отвечающих за здоровье кишечника.
Методика: алгоритм, обрабатывающий болезни
Модель глубокого обучения, разработанная Жуоюн Сюн (Ruoyun Xiong), интегрировала «омикс»-данные: метагеномику кишечника, плазменную метаболомику, иммунные профили, клинические симптомы. Всего было проанализировано 153 пациента и 96 здоровых людей — с отслеживанием в течение четырёх лет. Результаты позволили точно прогнозировать тяжесть симптомов. Особенно точно микробиом предсказывал желудочно-кишечные, эмоциональные и сомнологические нарушения.
Джулия О (Julia Oh), научный сотрудник и микробиолог, подчеркнула: «Мы связали симптомы с микробиомом, иммунитетом и метаболитами. Это ключ к пониманию того, почему у одних пациентов наблюдается лишь усталость, а у других — инвалидизирующее расстройство на годы».
Биология с привкусом реальности
У пациентов с СХУ была зафиксирована нехватка важных метаболитов, включая бутират, и избыток триптофана и бензоата — маркеров микробного дисбаланса. Также выявлены избыточные воспалительные реакции, особенно по линии клеток MAIT.
У пациентов, болеющих менее четырёх лет, структура нарушений была мягче, чем у тех, кто страдает более десяти лет — что может намекать на прогрессирующую укоренённость болезни со временем.
Последствия: больше, чем просто диагностика
Платформа Biomapai показала 80% точность и на внешних наборах данных, подтверждая универсальность выявленных биомаркеров. Исследование вышло в журнале «Nature Medicine», и, по словам авторов, открывает путь к более точной терапии — особенно в случае постковидных состояний, симптоматически пересекающихся с СХУ.
Дерья Унутмаз (Derya Unutmaz) отметил: «Это не просто биологическая картинка, это возможность изменить будущее миллионов людей. Мы надеемся, что карты биомаркеров станут навигатором для точной медицины».
Контекст: болезнь, которую долго игнорировали
В США СХУ затрагивает от 836 тысяч до 3,3 миллиона человек. Многие не имеют диагноза. Экономический ущерб достигает $51 млрд ежегодно — из-за медицинских расходов и потерь производительности, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC).
Исследователи подчёркивают: традиционные модели на животных не в силах передать всю сложность заболевания, поэтому анализ пациентов — ключевой. «Мы не просто изучаем геном, мы смотрим, как живёт организм, как реагирует, как страдает», — подытоживает Жулия О (Julia Oh).
Что дальше
Авторы планируют сделать данные доступными для других исследователей. Цель — создать «карту» того, как иммунитет, микробиом и метаболиты взаимодействуют в рамках заболевания. Это может открыть дорогу к настоящей персонализированной терапии.
И, может быть — да, только может быть — к пониманию того, что на самом деле происходит внутри организма, когда он больше не справляется даже с простыми задачами, вроде похода в магазин.
Литература.
“AI-driven multi-omics modeling of myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome” by Derya Unutmaz et a;. Nature Medicine
