Ростовые факторы и хемокины при шизофрении: новые подходы к анализу данных

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-25-00633

НазваниеРостовые факторы и хемокины при шизофрении: новые подходы к анализу данных

Руководитель Иванова Светлана Александровна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" , Томская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-226 - Психиатрия

Ключевые слова Шизофрения, хемокины, ростовые факторы, маркеры, клиническая гетерогенность, нейрокогнитивный дефицит, искусственный интеллект, логистическая регрессия, нейронная сеть

Код ГРНТИ76.29.52

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Для диагностики синдромов и заболеваний, оценки риска и прогноза терапии в настоящее время в трансляционной медицине особую актуальность приобретает поиск молекулярных периферических (blood based) биомаркеров и применение современных биоинформатических методов анализа, основанных на использовании нейросетей и машинного обучения. В последние годы машинное обучение и нейросети в медицине используют очень активно, находя все больше областей для его применения, в тоже время в области психиатрии практически отсутствуют исследования, направленные на диагностику, прогноз и персонализацию терапии, несмотря на однозначную востребованность и перспективность их применения. Шизофрения является социально значимым заболеванием с неустановленной этиологией и патогенезом и характеризуется хроническим течением, тяжелыми изменениями личности, нейрокогнитивным дефицитом, приводящими к инвалидизации пациентов. В качестве потенциальных биомаркеров шизофрении могут выступать маркеры, которые участвуют непосредственно в патогенезе заболевания либо в механизмах эффектов антипсихотиков, действующих на ключевые «мишени» патологического процесса. Активация иммунной системы играет важную роль в патогенезе шизофрении. Систематические обзоры и мета-анализы данных представили доказательства изменений в уровне цитокинов в периферической крови и метаболическом пути кинуренина, обусловленные активацией общих воспалительных процессов больных шизофренией. Последнее десятилетие ознаменовалось появлением нейровоспалительной гипотезы шизофрении, рассматриваемой некоторыми авторами в качестве связующего звена между различными патогенетическими гипотезами. Провоспалительные цитокины, действующие как нейромодуляторы, представляют собой ключевые факторы, опосредующие поведенческие, нейроэндокринные и нейрохимические особенности у больных шизофренией. Наряду с иммуновоспалением, гипотетически немаловажную роль могут играть недостаточно изученные при шизофрении ростовые факторы, которые влияют на процессы психической деятельности, модулируя нейропластичность мозга и активность нейромедиаторных систем. Предлагаемый проект направлен на выявлении новых потенциальных молекулярных маркеров в патогенезе шизофрении с учетом клинической гетерогенности и маркеров нейрокогнитивного дефицита на основе применения новых подходов анализа данных. Для решения поставленных задач планируется комплексное клинико-психопатологическое, нейропсихологическое и молекулярно-биологическое обследование больных шизофренией. Впервые планируется выявить особенности в спектре ростовых факторов, как потенциальных молекулярных маркеров в клиническом полиморфизме шизофрении (позитивная и негативная симптоматика, тип течения, длительность заболевания, наличие нейрокогнитивного дефицита). Оценка молекулярно-биологических лабораторных показателей в динамике фармакотерапии в группе пациентов с шизофренией позволит определить влияние антипсихотической терапии. Данные этого анализа будут способствовать разработке персонализированных подходов в психофармакотерапии психотических расстройств. Представляет интерес сопоставление выявленных наиболее значимых маркеров, которые возможно применять для прогноза заболевания и осуществлять индивидуальную терапевтическую тактику. К полученным результатам будут применены современные подходы к анализу данных, а именно модель логической регрессии и модель машинного обучения на основе искусственной нейронной сети. Будет проведено сравнение производительности моделей в прогнозировании результатов исследования. С помощью Монте-Карло симуляций медицинских измерений будет изучена зависимость производительности моделей от размера выборки, используемой при их обучении. Предполагаемые методы и подходы к проведению исследования позволят получить приоритетные охраноспособные результаты, которые будут являться пионерными в данной области медицинской науки.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Меднова И.А., Бойко А.С., Корнетова Е.Г., Семке А.В., Бохан Н.А., Иванова С.А. Cytokines as Potential Biomarkers of Clinical Characteristics of Schizophrenia Life, 12(12), 1972; (год публикации - 2022)
10.3390/life12121972

2. Меднова И.А., Бойко А.С. Изучение особенностей сывороточного профиля цитокинов больных шизофренией и здоровых лиц методом мультиплексного анализа Cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, С 580-581 (год публикации - 2022)

3. Бойко А.С., Меднова И.А., Корнетова Е.Г., Бохан Н.А., Иванова С.А. Serum Growth Factors in Schizophrenia Patients Curr. Issues Mol. Biol., 2023, 45(4), 3291-3301 (год публикации - 2023)
10.3390/cimb45040215

4. Ермаков Е.А., Меднова И.А., Бойко А.С., Бунева В.Н., Иванова С.А. Chemokine Dysregulation and Neuroinflammation in Schizophrenia: A Systematic Review Int. J. Mol. Sci., 2023, 24(3), 2215 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms24032215

5. Козырев Е.А., Ермаков Е.А., Бойко А.С., Меднова И.А., Корнетова Е.Г., Бохан Н.А., Иванова С.А. Predictive Models for Schizophrenia Diagnosis with Peripheral Inflammatory Biomarkers Biomedicines, 2023, 11(7), 1990 (год публикации - 2023)
10.3390/biomedicines11071990

6. Меднова И.А., Козырев Е.А., Бойко А.С., Ермаков Е.А., Корнетова Е.Г., Иванова С.А. Применение глубокой нейронной сети для классификации больных шизофренией на основании концентрации периферических цитокинов, хемокинов и ростовых факторов Современные проблемы биологической психиатрии и наркологии: сборник тезисов V Российской конференции с международным участием, Томск : «Интегральный переплет», 2023. С. 147-149 (год публикации - 2023)

Публикации