UK Biobank ogłosiło rozpoczęcie najobszerniejszego na świecie badania nad białkami krążącymi w ludzkim organizmie. Projekt ten ma szansę zrewolucjonizować nasze rozumienie chorób i ich leczenia. Naukowcy planują przeanalizować aż 5,400 różnych białek w 600,000 próbkach, które obejmują materiał od pół miliona uczestników UK Biobank oraz dodatkowe próbki pobrane od 100,000 ich przedstawicieli po upływie nawet 15 lat. W ten sposób powstanie unikatowa baza danych, pozwalająca na eksplorację zależności między zmianami poziomu białek a rozwojem chorób w okresie średniego i późnego życia.
Początkowa faza badania skupi się na analizie 300,000 próbek. W skład tej grupy wejdą 250,000 pierwszych próbek pozyskanych od uczestników oraz 50,000 próbek pobranych w trakcie badań kontrolnych. Tego rodzaju podejście ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia biologicznych procesów stojących za rozwojem chorób.
Nowy wymiar badań nad białkami
Badanie nad obfitością tysięcy białek krążących we krwi otwiera nowe możliwości w diagnozowaniu chorób oraz tworzeniu nowatorskich terapii. Ta dziedzina nauki, nazywana proteomiką populacyjną, zyskała w ostatnich latach ogromne uznanie. Już w październiku 2023 roku w ramach pilotażowego projektu opublikowano dane na temat niemal 3,000 białek krążących we krwi 54,000 uczestników UK Biobank. Wyniki tego badania ujawniły ponad 14,000 zależności między wariantami genetycznymi a poziomem białek, z których ponad 80% stanowiło wcześniej nieznane relacje.
Wyniki pilotażowego badania, opublikowane w prestiżowym magazynie „Nature”, zapoczątkowały liczne analizy przyczyn rozwoju schorzeń. Dziś dane z tego badania wykorzystywane są do przewidywania chorób oraz projektowania terapii celowanych, na przykład dla nowotworów piersi, schorzeń sercowo-naczyniowych, Parkinsona oraz innych chorób mózgu.
Finansowanie i oczekiwania
Pełne rozwinięcie nowego projektu umożliwiło wsparcie ze strony UK Biobank Pharma Proteomics Project, konsorcjum składającego się z 14 czołowych firm biotechnologicznych i farmaceutycznych. Profesor Sir Rory Collins, główny badacz projektu, podkreśla, że dostęp do tak dużych i szczegółowych zbiorów danych może przyczynić się do szybszego opracowywania leków oraz ulepszania diagnostyki chorób, takich jak nowotwory, choroby autoimmunologiczne czy demencje.
Wielowymiarowy obraz zdrowia
UK Biobank łączy dane proteomiczne z zestawami informacji genetycznych, obrazowych oraz danymi klinicznymi uczestników. Dzięki tym połączonym zbiorom naukowcy zyskają możliwość bardziej kompleksowego zrozumienia mechanizmów stojących za rozwojem chorób oraz procesów starzenia. Dodatkowo badane będą zmiany poziomu białek u tych samych uczestników na przestrzeni kilkunastu lat, co pozwoli na lepsze zrozumienie zmian związanych z wiekiem oraz rozwojem chorób.
Integracja sztucznej inteligencji
Jednym z najbardziej innowacyjnych aspektów projektu jest wykorzystanie sztucznej inteligencji do analizy uzyskanych danych. Narzędzia uczenia maszynowego już teraz mogą przewidywać ryzyko wystąpienia chorób na wiele lat przed ich diagnozą. Rozszerzona baza danych proteomicznych pozwoli pogłębić te możliwości, umożliwiając stworzenie modeli lepiej różnicujących choroby oraz wskazujących optymalne metody leczenia od razu po postawieniu diagnozy.
Zastosowanie proteomiki w praktyce
Proteomika już teraz wpłynęła na wiele odkryć medycznych, w tym rozwój markerów diagnostycznych dla chorób, takich jak stwardnienie rozsiane czy demencja. Dzięki proteomicznym danym UK Biobank naukowcy są w stanie nie tylko identyfikować osoby z większym ryzykiem zachorowań, ale również wykrywać zmiany na poziomie molekularnym, które sygnalizują rozwój chorób, zanim jeszcze staną się klinicznie widoczne.
Perspektywy na przyszłość
Pełne przeanalizowanie próbek od 300,000 uczestników zajmie około roku. Stworzone dane będą stopniowo udostępniane badaczom od 2026 roku, z pełnym udostępnieniem planowanym do 2027 roku. Kolejnym celem jest zdobycie funduszy na analizę pozostałych próbek, co pozwoli na jeszcze dokładniejsze badania.
Projekt wymaga współpracy na dużą skalę, co podkreśla Dr Chris Whelan z Johnson & Johnson, lider badania nad proteomiką. Dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technologii, takich jak platformy Olink™ oraz sekwencjonery UG 100™ firmy Ultima Genomics, naukowcy są w stanie precyzyjnie analizować próbki w niewyobrażalnej dotychczas skali. Wyniki tych badań mogą przyczynić się do stworzenia nowych metod leczenia, odkrycia molekularnych przyczyn starzenia się oraz opracowania skuteczniejszych diagnostyk, zmieniając na zawsze oblicze medycyny.
