В АлтГУ разработали инновационный способ инфекционной диагностики

Авторитетный швейцарский научный журнал Frontiers in Immunology, освещающий вопросы иммунологии и рассказывающий о последних достижениях в этой области, опубликовал статью ученых Российско-Американского противоракового центра Алтайского государственного университета и кафедры физико-химической биологии и биотехнологии Института биологии и биотехнологии АлтГУ под руководством академика РАН Ольги Ивановны Лаврик.

Работа под названием «Доменное сканирование: Комбинаторная Серологическая диагностика инфекционных заболеваний с использованием машинного обучения» (Domain-Scan: Combinatorial Sero-Diagnosis of Infectious Diseases Using Machine Learning) посвящена совместному исследованию ученых АлтГУ с коллегами из университета Тель-Авива (Израиль) и института Макса Планка (Германии), которое позволило сформировать серодиагностический подход, основанный на использовании фаговых пептидных библиотек.

В основе подхода, получившего название «доменное сканирование» (Domain-Scan), лежит использование методов высокопроизводительного секвенирования (NGS) в сочетании с методами машинного обучения. Благодаря этому ученым удалось одновременно изучить связывание антител сывороток крови с десятками эпитопов, то есть частями макромолекул вирусов, например, таких, как ВИЧ-1 и HCV (вирусный гепатит С). Когда разработанный метод был использован для классификации неизвестных сывороток, он не только обеспечил точную классификацию, но и позволил определить профиль эпитопной специфичности.

«С университетом Тель-Авива у нас подписано соглашение о сотрудничестве. Мы уже на протяжении нескольких лет успешно сотрудничаем с лабораторией профессора Гершони, одного из крупнейших специалистов в области фагового дисплея, и планируем продолжить нашу исследовательскую работу, - отметил ведущий научный сотрудник Российско-американского противоракового центра АлтГУ, к.б.н. Дмитрий Николаевич Щербаков. – Разработанный нами подход действительно прорывной. И дело даже не в модных ныне методах машинного обучения и секвенирования нового поколения. Дело в том, что этот метод позволяет одновременно получать информацию о спектре эпитопов, с которым взаимодействуют антитела из сывороток крови больных. Этот метод очень сильно похож на чиповые методы, которые наш коллектив развивает совместно со Стефаном Джонстоном из Аризонского университета, но, на мой взгляд, он более открыт и доступен для большего числа исследователей».

Разработанный экспериментально-вычислительный подход Domain-Scan является универсальным и может быть адаптирован к другим патогенам при условии предоставления достаточных обучающих выборок.

«Разработанный нами подход «доменного сканирования» можно использовать не только для выявления инфекционных заболеваний, но и для диагностики онкозаболеваний. По профилю антител, которые находятся у человека в крови, можно с помощью «доменного сканирования» определять различные заболевания», - подытожил Д.Н. Щербаков.