მედიკოსებს ხშირად უჭირთ ზუსტად განსაზღვრონ, რა მედიკამენტებით არის გამოწვეული პაციენტის მდგომარეობა, რადგან სამედიცინო ჩანაწერები არასრულია ან პაციენტებს ავიწყდებათ მიღებული პრეპარატების შესახებ. შედეგად, ჯანმრთელობაზე მოქმედი მნიშვნელოვანი ქიმიური ნივთიერებები ზოგჯერ შეუმჩნეველი რჩება.
ამ გამოწვევის საპასუხოდ, კალიფორნიის სან-დიეგოს უნივერსიტეტის (UC San Diego) მეცნიერთა ჯგუფმა შექმნა ონლაინ საცნობარო ბიბლიოთეკა, რომელიც შეიცავს ათასობით წამლის, მათი დაშლის პროდუქტებისა და მათთან დაკავშირებული ნაერთების ქიმიურ „ანაბეჭდებს“. კვლევა ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
ბიბლიოთეკა, სახელწოდებით Global Natural Product Social Molecular Networking (GNPS) Drug Library, იყენებს მოლეკულური ანალიზის ძალიან ზუსტ მეთოდს, რათა გამოავლინოს ნებისმიერი ქიმიკატი ბიოლოგიურ ნიმუშში.
მკვლევრებმა გამოიყენეს ტექნოლოგია სახელწოდებით მას-სპექტრომეტრია. ეს აპარატი იღებს წამლის ან მისი დაშლის პროდუქტის მოლეკულას და „ანათებს“ მას ენერგიის ნაკადით, რის შედეგადაც მოლეკულა იძენს ელექტრულ მუხტს და იქცევა იონად. ამის შემდეგ, აპარატი იყენებს მაგნიტურ ველს, რათა მოახდინოს ამ დამუხტული მოლეკულების დახარისხება მათი ზუსტი წონის მიხედვით. მსუბუქი მოლეკულები სწრაფად გადაადგილდებიან, მძიმე მოლეკულები კი ნელა.
დახარისხების შემდეგ, მოლეკულა „იფშვნება“ (ანუ ნაწილდება მცირე ფრაგმენტებად). ამ ფრაგმენტების უნიკალური განლაგება და წონა ქმნის მის ერთგვარ „ქიმიურ ხელმოწერას“ ანუ „ანაბეჭდს“.
მეცნიერებმა სწორედ ასეთი უნიკალური ანაბეჭდები შეაგროვეს ათასობით ცნობილი წამლისთვის და შექმნეს საჯარო ონლაინ ბაზა. თითოეული ანაბეჭდი დაკავშირებულია დეტალურ ინფორმაციასთან, თუ რა არის ეს წამალი, რა კლასს მიეკუთვნება და როგორ მოქმედებს ორგანიზმში.
როდესაც ექიმს სურს პაციენტის სრული ისტორიის დანახვა, ის იღებს ბიოლოგიურ ნიმუშს (სისხლი, შარდი, დედის რძე და ა.შ.). ეს ნიმუში თავსდება მას-სპექტრომეტრში. ამის შემდეგ, სისტემა იყენებს მეთოდს, რომელსაც არამიზნობრივი მეტაბოლომიკა ეწოდება. ეს ნიშნავს, რომ ის ერთდროულად ადარებს ნიმუშიდან მიღებულ ათასობით უცნობ ანაბეჭდს ბიბლიოთეკაში არსებულ ანაბეჭდებს. ეს პროცესი წამის სიზუსტით ავლენს ყველა იმ წამალს ან ქიმიურ ნივთიერებას, რაც პაციენტის ორგანიზმშია, მათ შორის იმასაც, რაც არ არის დაფიქსირებული სამედიცინო ჩანაწერებში.
GNPS Drug Library-ის ტესტირებამ რეალურ ნიმუშებზე დაადასტურა მისი მაღალი სიზუსტე და კლინიკური მნიშვნელობა. კვლევის შედეგად დადგინდა, რომ ნაწლავის ანთებითი დაავადების ან კბილის კარიესის მქონე პირთა ნიმუშებში გამოვლინდა ანტიბიოტიკების მაღალი შემცველობა, რაც სრულად შეესაბამება ამ დაავადებების სამკურნალოდ მიღებულ თერაპიულ კურსს, რითაც სისტემამ დაადასტურა მკურნალობის შესაბამისობა.
გარდა ამისა, მოხერხდა ფარული კავშირებისა და თანმხლები მკურნალობის გამოვლენა: შიდსით (HIV) დაავადებული პაციენტების ნიმუშებში, ანტივირუსული მედიკამენტების გარდა, ასევე აღმოჩნდა გულ-სისხლძარღვთა და ფსიქიატრიული წამლების კვალი. ეს მიგნება თანხვედრაშია იმ დაკვირვებასთან, რომ HIV-ით მცხოვრებ ადამიანებში ხშირია გულის დაავადებებისა და დეპრესიის მაღალი მაჩვენებლები.
მეცნიერებმა, აგრეთვე, აღმოაჩინეს, რომ გარკვეული წამლების ზემოქმედებამ შეიძლება შეცვალოს ნაწლავის მიკრობიომი. ამასთანავე, კვლევამ გეოგრაფიული თავისებურებებიც დაადგინა: ამერიკელ მონაწილეებს (აშშ) ორგანიზმში უფრო მეტი რაოდენობის მედიკამენტები ჰქონდათ აღმოჩენილი, ვიდრე ევროპელ ან ავსტრალიელ მონაწილეებს.
მეცნიერები მიიჩნევენ, რომ ტექნოლოგია სასარგებლო იქნება პერსონალიზებული მედიცინის განვითარებისთვის და ექიმებს დაეხმარება მკურნალობის ოპტიმიზაციაში.
წყარო: GNPS
