Специалисты Института ИИ МГУ совместно с коллегами из НМИЦ им. В. А. Алмазова и компанией «Р-Фарм» изучили, что происходит с иммунными клетками пациентов с идиопатическим рецидивирующим перикардитом во время лечения препаратом гофликицепт. С помощью РНК-секвенирования отдельных клеток и методов машинного обучения исследователи показали, какие типы иммунных клеток наиболее сильно отвечают на блокирование интерлейкина-1 и как этот ответ развивается с течением времени.
Рецидивирующий перикардит — это заболевание, при котором воспаление внешней оболочки сердца, перикарда, возвращается снова и снова. Одну из ключевых ролей в этом процессе играет интерлейкин-1 — молекула, которая «запускает» и поддерживает воспалительную реакцию. Гофликицепт блокирует обе его формы — альфа и бета. Препарат уже показал клиническую эффективность, однако до сих пор было не до конца понятно, как именно он меняет работу иммунной системы на уровне отдельных клеток.
Чтобы это выяснить, учёные использовали РНК-секвенирование отдельных клеток крови (PBMC). Этот метод позволяет определить, какие гены активны в каждой отдельной клетке. Исследовались иммунные клетки, выделенные из крови восьми пациентов до начала терапии, а также через 7 и 35 дней после её начала. После контроля качества в анализ вошли почти 87 тысяч клеток.
«Самые заметные изменения проявились не сразу, а к 35-му дню лечения. Особенно сильно на терапию реагировали моноциты — клетки врожденного иммунитета, которые активно участвуют в воспалительных процессах. После лечения в них снижалась активность генов и сигнальных путей, связанных с интерлейкином-1 и другими воспалительными процессами. В результате воспалительный профиль этих клеток становился ближе к тому, который наблюдается у здоровых людей.
При этом действие препарата оказалось шире, чем ожидалось: изменения затронули сразу несколько типов иммунных клеток. Это показывает, что блокирование одного из ключевых воспалительных сигналов постепенно перестраивает сразу несколько компонентов иммунной системы»,
— рассказывает Екатерина Маркелова, младший научный сотрудник лаборатории «ИИ в биоинформатике и медицине» Института ИИ МГУ.
Еще одной особенностью исследования стало применение глубокого обучения. С помощью специальной нейросети CPA (модель Conditional Perturbation Autoencoder) ученые сравнили молекулярный эффект гофликицепта с действием других лекарственных соединений. Модель анализирует, как разные препараты меняют активность генов в клетках, и позволяет находить сходства между их эффектами. В результате гофликицепт оказался близок к нескольким группам противовоспалительных и иммуномодулирующих препаратов.
Исследование показало, что гофликицепт не просто «глушит» воспаление, а целенаправленно успокаивает именно те иммунные клетки, которые его вызывают, и постепенно возвращает их в состояние, близкое к здоровому. Нейросеть дополнительно подтвердила: препарат действует так же, как известные противовоспалительные и иммуномодулирующие лекарства, а значит, его эффективность не случайна.
Такие исследования приближают нас к медицине будущего, где лечение подбирается с учетом того, как оно воздействует на иммунную систему конкретного человека.
Исследование опубликовано в международном журнале Inflammation Research (Q1) 🔹Читать статью