ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: Исследование полногеномного профилирования экспрессии генов для персонализированной терапии раковых опухолей. ЭТАП 1 (промежуточный)

Многочисленные исследования показали, что на ранней стадии развития рака от вспомогательной химиотерапии терапии после операции можно отказаться, если рак обнаруживает специфические признаки регуляции экспрессии ряда генов и проявляет устойчивость к тем или иным противоопухолевым препаратам. Без анализа полногеномной экспрессии генов и активности сигнальных путей около 70-80% онкологических больных вынуждены пройти неэффективную химиотерапию, связанную с неправильным выбором противоопухолевых препаратов, что в итоге приводит к прогрессированию ракового заболевания. Для решения этой проблемы необходимо принципиально улучшить принятие терапевтических решений, основанных на анализе экспрессии генов, для адъювантной терапии после операции по поводу разных типов рака и сделать этот диагностический подход более доступным. Целью данного проекта является разработка улучшенной системы полногеномного профилирования экспрессии генов предназначенной для принятия решения по выбору схемы лечения раковых заболеваний. В рамках выполнения работ по первому этапу был сделан обзор существующих методов анализа экспрессии генов. Проанализирован 21 основной алгоритм анализа экспрессии генов, существующих на сегодняшний день. Разработан собственный биоинформационный алгоритм аппроксимации полногеномных профилей экспрессии генов на основе дробно-устойчивой статистики. Использование этого алгоритма для описания экспериментальных данных показало, что распределение экспрессии генов имеет вид сдвиг-масштабных смеси, одной из компонент которой является дробно-устойчивый закон. В рамках создания алгоритма разделения смеси распределений на компоненты получены новые интегральные представления для плотности и функции рас пределения строго-устойчивого закона. Эти интегральные представления были использованы для вычисления плотности дробно-устойчивого закона. Для получения более удобных формул для плотности и функции распределения дробно-устойчивого закона было выполнено обратное преобразование Фурье характеристической функции дробно-устойчивого закона, которая выражается через двух-параметрическую функцию Миттаг-Леффлера. Выполнение этого преобразование потребовало провести детальные исследования функции Миттаг-Леффлера. В результате этого исследования, получены абсолютно новые интегральные представления для двух-параметрической функции Миттаг-Леффлера. Проведено исследование полученных интегральных представлений для двух-параметрической функции Миттаг-Леффлера с использованием баз данных транскриптомных исследований и установлены преимущества и недостатки каждого из полученных представлений. Разработана программа статистического анализа полногеномного профилирования экспрессии генов на основе устойчивой и дробноустойчивых статистик. Использование разработанного биоинформационного алгоритма продемонстрировала его преимущества, которое связано с учетом степенного характера распределения экспрессии генов. Создана база данных из 203 образцов раковых опухолей с описанием назначенного лечения и ответа раковой опухоли на проведенную химиотерапию