Слово биомаркер - термин, обозначающий измеряемое событие, происходящее в биологической системе, каковой является человеческий организм. Явление затем интерпретируется как отражение или маркер более общего состояния организма или продолжительности жизни.

Биомаркеры – это система показателей (маркеров), характеризующих взаимодействие организма с потенциально опасными агентами разной природы (физической, химической, биологической и т.д.). Биомаркеры позволяют проверять предполагаемый механизм или токсикологическую модель. Они выявляют лиц с повышенным риском, т.е. с повышенным содержанием в организме тех или иных опасных веществ, обеспечивают большую точность при оценке экспозиции к воздействию и дают возможность оценить правильность фармакокинетических моделей. Использование биомаркеров полезно при оценке воздействия специфических веществ или физических факторов, но их трудно использовать при воздействии многокомпонентной смеси. Биомаркером также называют систему показателей старения организма, его органов и функций.

Биомаркеры используются в исследованиях in vitro и in vivo, которые могут включать исследования на человеке. Обычно выделяют три конкретных вида биологических маркеров. Хотя отдельные биомаркеры трудно поддаются классификации, их можно разбить на три большие группы: биомаркеры воздействия, биомаркеры эффекта и биомаркеры чувствительности

Будучи достаточно достоверными, биомаркеры могут быть использованы в нескольких целях. На уровне индивидуума с помощью биомаркера можно подтвердить или опровергнуть диагноз конкретного вида отравления или другого негативного эффекта, вызванного химическими веществами. У здорового человека с помощью биомаркера можно определить индивидуальную гиперчувствительность к конкретным химическим воздействиям и, таким образом, прогнозировать риск и оказать необходимую консультацию. Применительно к группам работников, подвергшимся воздействию, биомаркеры могут быть использованы для оценки соблюдения требований охраны окружающей среды либо эффективности профилактических мероприятий в целом.

Современные аналитические методы позволяют выделить изомеры или конгенеры органических соединений, а также определить виды соединений металлов либо отношение изотопов некоторых элементов. Сложные виды анализа позволяют определить изменения в структуре ДНК или других макромолекул, вызываемые связыванием с химически активными веществами. Эти современные методы, несомненно, приобретают исключительно важное значение в исследовании биомаркеров, при этом более низкие пороги определения и повышенная достоверность анализов делают их использование более эффективным.

Особенно многообещающие результаты достигнуты в области биомаркеров воздействия мутагенных химических веществ. Эти соединения являются химически активными и образуют аддукты с такими макромолекулами как белки и ДНК. Аддукты ДНК могут быть обнаружены в клетках крови или тканях биопсий, а специфические фрагменты ДНК могут выводиться с мочой.

Другие макромолекулы также могут подвергаться изменениям в процессе образования аддуктов или окисления. Представляет особый интерес тот факт, что такие высоко активные соединения могут образовывать аддукты гемоглобина, которые можно определить как биомаркеры воздействия соединений. Плюсом является то, что из образца крови может быть получено достаточное количество гемоглобина, а при продолжительности жизни красных кровяных телец, равной 4 месяцам, аддукты белка с аминокислотами будут служить индикаторами общего воздействия в течение этого периода.

Другая группа параметров эффекта относится к генотоксическим эффектам (изменения в структуре хромосом). Такие эффекты могут быть обнаружены с помощью микроскопа в белых кровяных тельцах, в которых проходит разделение клетки. Серьезное поражение хромосом - хромосомная аберрация или образование микроядер - может быть обнаружено с помощью микроскопа. Поражение также можно определить, добавляя в клетки краситель во время их размножения. Воздействие генотоксичного агента можно наблюдать в виде усиленного обмена красителя между двумя хроматидами каждой хромосомы (сестринский обмен хроматид). Хромосомные аберрации связаны с повышенным риском развития рака, однако, значение повышенной скорости сестринского обмена хроматид предстоит выяснить.

Одним из примеров того, что изучение биомаркеров имеет огромную важность является следующее открытие. Шведские и иранские ученые исследовали образцы крови 32 детей, страдающих расстройствами аутистического спектра, а в качестве контрольной группы взяли образцы крови 31 здорового ребенка. В ходе совместной работы были открыли белки-биомаркеры аутизма. Микроскопические исследования плазмы крови позволили выявить разницу в образцах больных и здоровых детей.

Кроме того успехи биологии и технологии привели к значительному росту числа исследований и разработок в области маркеров злокачественных опухолей. Исследования в данной области являются ключевыми для населения нашей планеты ввиду распространенности онкологических заболеваний.

  • Продукты