Биомаркеры в крови могут помочь спрогнозировать результаты бариатрической операции у подростков

Согласно исследованию, проведённому Медицинской школой Кека при Университете Южной Калифорнии и Детской больницей Энн и Роберта Х. Лурье в Чикаго, анализы крови, взятые перед бариатрической операцией, были связаны с показателями артериального давления спустя пять лет.

Команда под руководством Университета Южной Калифорнии разработала инновационный способ прогнозирования показателей артериального давления после бариатрической операции, который превосходит существующие стандартные методы. У 108 подростков, перенёсших бариатрическую операцию, исследователи взяли анализы крови перед процедурой, чтобы спрогнозировать, у каких пациентов через пять лет улучшится артериальное давление. Это одно из первых исследований, в котором для прогнозирования долгосрочных последствий для здоровья используются передовые методы «омики», позволяющие анализировать небольшие молекулы и белки в организме.

«Впервые были выявлены биомаркеры в крови, которые позволяют прогнозировать, у каких подростков с наибольшей вероятностью снизится артериальное давление после бариатрической операции», — сказал доктор Томас Х. Инге, главный хирург Детской больницы Энн и Роберта Х. Лурье в Чикаго и профессор хирургии в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета, соавтор и главный исследователь проекта Teen Longitudinal Assessment of Bariatric Surgery (Teen-LABS), в котором приняли участие подростки, ставшие объектом этого исследования.

Используя комбинацию методов метаболомики и протеомики, которые позволяют проанализировать тысячи малых молекул и белков в организме и получить представление о функциях клеток, исследователи выявили десять основных молекул, связанных с улучшением показателей артериального давления через пять лет после операции. Эти десять молекул позволяют лучше прогнозировать улучшение состояния пациентов, чем текущий подход к прогнозированию, который использует комбинацию демографических факторов и клинических тестов. Пять из десяти молекул также были связаны с артериальным давлением у другой группы молодых людей с индексом массы тела выше среднего, что позволяет предположить, что полученные результаты могут быть применимы в широком смысле.

Полученные результаты представляют собой важный шаг в развитии прецизионной медицины и подтверждают, что омиксные технологии можно использовать в качестве прогностических биомаркеров. По сравнению со стандартными биомаркерами в крови, этот подход может обеспечить более точный прогноз состояния здоровья в будущем, в том числе определить, кому поможет бариатрическая хирургия.

«Если мы сможем прогнозировать результаты до операции, то сможем рассмотреть альтернативные планы лечения для тех, кому операция вряд ли поможет, — говорит первый автор исследования Шуди Пан, аспирант в области эпидемиологии Медицинской школы Кека. — Это открывает возможности для более персонализированных и эффективных подходов к лечению гипертонии в раннем возрасте».

Исследователи проанализировали образцы крови, взятые непосредственно перед бариатрической операцией у 108 подростков, участвовавших в исследовании Teen-LABS. Используя передовые методы метаболомики и протеомики, они измерили уровень тысяч малых молекул и белков, циркулирующих в крови. Через пять лет после операции пациенты пришли на повторный приём, где у них измерили артериальное давление, чтобы проверить, улучшились ли показатели.

С помощью алгоритма машинного обучения исследователи обнаружили в образцах крови, взятых перед операцией, десять молекул, которые были связаны с изменениями артериального давления спустя пять лет. Затем они сравнили, насколько хорошо эти омиксные данные предсказывают результаты по сравнению с традиционными факторами риска, включая пол, расу, социально-экономический статус, индекс массы тела и артериальное давление до операции. Модель на основе омиксных данных лучше предсказывала улучшение показателей артериального давления, чем традиционный подход.

Чтобы выяснить, могут ли биомаркеры быть полезны не только при бариатрической хирургии, исследователи также протестировали их на 79 молодых людях в возрасте от 17 до 24 лет в рамках исследования «Метаболические и астматические заболевания» (Meta-AIR). У этих участников индекс массы тела был выше среднего, но они не подвергались бариатрической хирургии. Команда обнаружила пять малых молекул и три белка, которые в обоих исследованиях были связаны с уровнем артериального давления.

«Поскольку мы выявили устойчивую взаимосвязь, мы считаем, что эти молекулы могут иметь более широкое значение для долгосрочного снижения артериального давления», — сказал Пан.

Исследования в области омики широко распространены в сфере изучения воздействия окружающей среды, которой занимается Центр трансляционных исследований экспозомики, но лишь немногие исследовательские группы изучали их потенциал для прогнозирования долгосрочных последствий для здоровья. Последнее достижение стало результатом постоянного сотрудничества эпидемиологов из CTER и врачей-исследователей из детской больницы Лурье.

«Эти данные подчёркивают важность междисциплинарного сотрудничества. Без многолетнего партнёрства между исследовательской группой Teen-LABS и Центром трансляционных исследований в области гигиены окружающей среды при Университете Южной Калифорнии ни одна из этих работ не была бы возможна», — сказал соавтор исследования доктор Джастин Райдер, заместитель заведующего кафедрой хирургии в Детской больнице Лурье и доцент кафедры хирургии и педиатрии в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета.

Далее команда исследователей изучит, могут ли омиксные технологии предсказать другие результаты бариатрической хирургии, например улучшение состояния при диабете и работы почек. Они также изучают, как воздействие химических веществ, в том числе пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС), может повлиять на долгосрочные результаты, чтобы разработать комплексную модель для выявления наиболее подходящих кандидатов на операцию.

«Высокое кровяное давление в подростковом возрасте может стать причиной сердечных заболеваний на всю жизнь, однако мы до сих пор мало знаем о том, почему одни молодые люди лучше реагируют на лечение, чем другие», — говорит старший автор исследования доктор Вайя Лида Чатзи, профессор наук о народонаселении и общественном здравоохранении, педиатр и директор Центра трансляционных исследований экспозомики (CTER) в Медицинской школе Кека при Университете Южной Калифорнии.

Результаты исследования были представлены в статье «Метаболические и протеомные признаки контроля артериального давления после бариатрической операции у подростков», опубликованной в журнале Hypertension.