Группа исследователей создала новый метод обнаружения опасных химических веществ из табачного дыма в плаценте человека. С помощью световых методов визуализации и алгоритмов машинного обучения исследователи смогли выявить полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полициклические ароматические соединения (ПАС) — токсичные соединения, образующиеся при неполном сгорании органических материалов, в образцах плаценты человека. Это поможет оценить влияние курения и экологических условий на беременных женщин. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полициклические ароматические соединения (ПАС) — это группа химических соединений, которые образуются при неполном сгорании органических материалов, таких как дерево, уголь, нефть и табак. Они встречаются в загрязненном воздухе, дыме от пожаров, выхлопных газах автомобилей и табачном дыме. ПАУ и ПАС могут быть опасны для здоровья, поскольку некоторые из них могут приводить к развитию рака.
Курение во время беременности представляет серьезную угрозу для здоровья как матери, так и ребенка. Вещества, содержащиеся в табачном дыме, включая ПАУ и ПАС, проникают через плаценту и негативно отражаются на развитии плода. Это может приводить к преждевременным родам, низкому весу при рождении, проблемам с дыхательной системой у новорожденного и повышенному риску развития различных заболеваний.
В ходе исследования ученые использовали методы спектроскопии с усилением поверхности, которые способствуют взаимодействию света с целевыми соединениями с помощью специально разработанных наноматериалов. Также они применили два дополнительных метода: рамановскую спектроскопию и инфракрасное поглощение с усилением поверхности. Алгоритмы машинного обучения, такие как извлечение характерных пиков (Characteristic Peak Extraction, CaPE) и сходство характерных пиков (Characteristic Peak Similarity, CaPSim), позволили выявить закономерности, которые было бы трудно обнаружить другими способами. CaPE определил основные сигналы химических веществ, а CaPSim сопоставил их с известными сигналами ПАУ.
Так исследователи смогли проанализировать плаценты женщин, которые сообщили о курении во время беременности, и некурящих женщин. Результаты показали, что ПАУ и ПАС присутствовали только в образцах, взятых у курящих женщин. Независимая проверка была проведена путем обнаружения особых продуктов, образующихся при связывании ПАУ и ПАС с ДНК в группе курящих с помощью высокочувствительного анализа 32P-постмаркировки.
«Этот новый метод обеспечивает невероятный уровень детализации. Наше исследование закладывает основу для расширения технологии обнаружения ПАУ и ПАС в биологических жидкостях, таких как кровь и моча, а также для экологического мониторинга ПАУ, ПАС и других опасных химических веществ в воздухе, воде и почве, тем самым помогая в оценке риска для человека», — рассказал Бхагаватула Муртииз из Медицинского колледжа Бейлора.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
