СУЧАСНІ МОЖЛИВОСТІ ПРОТЕОМІКИ У СУДОВІЙ МЕДИЦИНІ ТА ПАТОЛОГІЧНІЙ АНАТОМІЇ

Автор(и):

Анотація:

Метою дослідження було проведення аналізу сучасних наукових даних щодо можливостей застосування протеомних технологій у судовій медицині та патологічній анатомії, визначення їх діагностичного потенціалу, основних переваг, обмежень та перспектив інтеграції у практичні підходи дослідження біологічного матеріалу. Проведено наративний огляд наукових публікацій з використанням баз даних PubMed, Web of Science та Scopus, присвячених використанню протеомних методів, зокрема мас-спектрометричної протеоміки, LC-MS/MS, MALDI imaging mass spectrometry та просторової протеоміки. Проаналізовано можливості застосування протеомного аналізу в судово-медичній практиці для ідентифікації біологічних рідин, дослідження деградованих біологічних матеріалів, характеристики людських останків та оцінки посмертних змін. У патологічній анатомії протеоміка розглядається як додатковий інструмент до традиційних морфологічних та імуногістохімічних методів, що дозволяє виявляти специфічні білкові профілі, потенційні біомаркери та молекулярні особливості патологічних процесів. Особливу перспективу становлять просторові протеомні технології, які забезпечують поєднання молекулярної інформації з морфологічною структурою тканин, а також аналіз формалін-фіксованих парафінових зразків. Встановлено, що протеоміка має значний потенціал для розвитку комплексного молекулярного дослідження у судовій медицині та патологічній анатомії, однак її широке впровадження потребує стандартизації методик, удосконалення біоінформатичного аналізу, накопичення доказової бази та підвищення доступності технологій. Інтеграція протеомних підходів із геномними, транскриптомними та інформаційно-аналітичними платформами може стати основою формування нової парадигми дослідження біологічних систем і патологічних процесів.

Ключові слова:

протеоміка судова медицина патологічна анатомія мас-спектрометрія біомаркери молекулярна діагностика

Посилання:

1. Aichler M, Walch A. MALDI Imaging mass spectrometry: current frontiers and perspectives in pathology research and practice. Lab Invest. 2015; 95(4): 422-31. doi: 10.1038/labinvest.2014.156.
2. Al-Abbadi MA, Aburizeg D, Abuawad H, Alzaghloul H, Sqour O, Azab B. et al. Histopathological, Immunohistochemical, Molecular and Genetic Biomarkers in Differentiated Thyroid Cancer. Cancers (Basel). 2025; 17(17): 2869. doi: 10.3390/cancers17172869.
3. Al-Amrani S, Al-Jabri Z, Al-Zaabi A, Alshekaili J, Al-Khabori M. Proteomics: Concepts and applications in human medicine. World J Biol Chem. 2021; 12(5): 57-69. doi: 10.4331/wjbc.v12.i5.57.
4. Alexovič M, Lindner JR, Bober P, Longuespée R, Sabo J, Davalieva K. Human peripheral blood mononuclear cells: A review of recent proteomic applications. Proteomics. 2022; 22(15-16): 2200026. doi: 10.1002/pmic.202200026.
5. Al Hammadi SA, Nagshabandi LN, Muhammad H, Sukkarieh HH, Aljada A. Mass spectrometry-based proteomics of FFPE tissues: progress, limitations, and clinical translation barriers. Clin Proteomics. 2025; 22(1): 45. doi: 10.1186/s12014-025-09567-z.
6. Bhoyar L, Mehar P, Chavali K. An overview of DNA degradation and its implications in forensic caseworks. Egypt J Forensic Sci. 2024; 14(1): 15. doi: 10.1186/s41935-024-00389-y
7. Burnum-Johnson KE, Conrads TP, Drake RR, Herr AE, Iyengar R, Kelly RT. et al. New Views of Old Proteins: Clarifying the Enigmatic Proteome. Mol Cell Proteomics. 2022; 21(7): 100254. doi: 10.1016/j.mcpro.2022.100254.
8. Calderón-Celis F, Encinar JR, Sanz-Medel A. Standardization approaches in absolute quantitative proteomics with mass spectrometry. Mass Spectrom Rev. 2018; 37(6): 715-737. doi: 10.1002/mas.21542.
9. Chen C, Hou J, Tanner JJ, Cheng J. Bioinformatics Methods for Mass Spectrometry-Based Proteomics Data Analysis. Int J Mol Sci. 2020; 21(8): 2873. doi: 10.3390/ijms21082873.
10. Chen C, Wang J, Pan D, Wang X, Xu Y, Yan J. et al. Applications of multi-omics analysis in human diseases. MedComm (2020). 2023; 4(4): 315. doi: 10.1002/mco2.315.
11. Cunningham KS. The Promise of Molecular Autopsy in Forensic Pathology Practice. Acad Forensic Pathol. 2017;7(4):551-566. doi: 10.23907/2017.047.
12. Dowling P, Trollet C, Negroni E, Swandulla D, Ohlendieck K. How Can Proteomics Help to Elucidate the Pathophysiological Crosstalk in Muscular Dystrophy and Associated Multi-System Dysfunction? Proteomes. 2024; 12(1): 4. doi:10.3390/proteomes12010004.
13. Duong VA, Park JM, Lim HJ, Lee H. Proteomics in forensic analysis: applications for human samples. Appl Sci (Basel). 2021; 11(8): 3393. doi: 10.3390/app11083393.
14. Enitan SS, Adejumo EN, Osakue OE, Eke SS, Akele RY, Edafetanure-Ibeh OM. et al. Integrating Genomics and Proteomics Technologies in Biological Research: Advantages, Challenges, and Prospects. Global South Health Horizons. 2025; 1(1): 12-35. doi:10.63950/gshh.2025.1.1.2.
15. Faulkner S, Dun MD, Hondermarck H. Proteogenomics: emergence and promise. Cell Mol Life Sci. 2015;72(5):953-7. doi: 10.1007/s00018-015-1837-y.
16. Feucherolles M, Frache G. MALDI Mass Spectrometry Imaging: A Potential Game-Changer in a Modern Microbiology. Cells. 2022; 11(23): 3900. doi:10.3390/cells11233900.
17. Galante N, Capitanio D, Moriggi M, Mangiavini L, D'Ambrosi R, Battistini A. et al. Post-mortem forensic application of proteomics on human ribs: Investigating the phenomenon of vital reaction. Int J Legal Med. 2025; 139(5): 2593-2604. doi: 10.1007/s00414-025-03519-w.
18. Gobena S, Admassu B, Kinde MZ, Gessese AT. Proteomics and Its Current Application in Biomedical Area: Concise Review. Scientific World Journal. 2024; 2024: 4454744. doi: 10.1155/2024/4454744.
19. Keane RE, Tidy RJ, Parker GJ, Gummer JPA, Priddis C. Mass spectrometry based proteomics: Changing the impact of protein analysis in forensic science. WIREs Forensic Sci. 2024; 6(4): 1516. doi:10.1002/wfs2.1516
20. Kwon YW, Jo HS, Bae S, Seo Y, Song P, Song M. et al. Application of Proteomics in Cancer: Recent Trends and Approaches for Biomarkers Discovery. Front Med (Lausanne). 2021; 8: 747333. doi: 10.3389/fmed.2021.747333.
21. Lehmann S, Brede C, Lescuyer P, Cocho JA, Vialaret J, Bros P. et al. Clinical mass spectrometry proteomics (cMSP) for medical laboratory: What does the future hold? Clin Chim Acta. 2017;467:51-58. doi: 10.1016/j.cca.2016.06.001.
22. Mao Y, Wang X, Huang P, Tian R. Spatial proteomics for understanding the tissue microenvironment. Analyst. 2021; 146(12): 3777-3798. doi: 10.1039/d1an00472g.
23. Merkley ED, Wunschel DS, Wahl KL, Jarman KH. Applications and challenges of forensic proteomics. Forensic Sci Int. 2019;297:350-363. doi: 10.1016/j.forsciint.2019.01.022.
24. Mickleburgh HL, Schwalbe EC, Bonicelli A, Mizukami H, Sellitto F, Starace S. et al. Human Bone Proteomes before and after Decomposition: Investigating the Effects of Biological Variation and Taphonomic Alteration on Bone Protein Profiles and the Implications for Forensic Proteomics. J Proteome Res. 2021; 20(5): 2533-2546. doi: 10.1021/acs.jproteome.0c00992.
25. Miller RM, Smith LM. Overview and considerations in bottom-up proteomics. Analyst. 2023; 148(3): 475-486. doi: 10.1039/d2an01246d.
26. Moscalu M, Moscalu R, Dascălu CG, Țarcă V, Cojocaru E, Costin IM. et al. Histopathological Images Analysis and Predictive Modeling Implemented in Digital Pathology-Current Affairs and Perspectives. Diagnostics (Basel). 2023; 13(14): 2379. doi: 10.3390/diagnostics13142379.
27. Neckovic A, A H van Oorschot R, Szkuta B, Durdle A. Challenges in Human Skin Microbial Profiling for Forensic Science: A Review. Genes (Basel). 2020;11(9):1015. doi: 10.3390/genes11091015.
28. Nwosu AJ, Misal SA, Truong T, Carson RH, Webber KGI, Axtell NB. et al. In-Depth Mass Spectrometry-Based Proteomics of Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded Tissues with a Spatial Resolution of 50-200 μm. J Proteome Res. 2022; 21(9): 2237-2245. doi: 10.1021/acs.jproteome.2c00409.
29. Parker GJ, McKiernan HE, Legg KM, Goecker ZC. Forensic proteomics. Forensic Sci Int Genet. 2021; 54: 102529. doi: 10.1016/j.fsigen.2021.102529.
30. Piga I, Magni F, Smith A. The journey towards clinical adoption of MALDI-MS-based imaging proteomics: from current challenges to future expectations. FEBS Lett. 2024; 598(6): 621-634. doi: 10.1002/1873-3468.14795.
31. Rosenberg A, Laurent S, Morandeau E, Munoz A, Vinh J. The Identification of Biological Stains at Crime Scenes: A Promising Role for Proteomics and Machine Learning. Anal Chem. 2025; 97(40): 21818-21826. doi: 10.1021/acs.analchem.5c01795.
32. Sacco MA, Aquila I. Proteomics: A New Research Frontier in Forensic Pathology. Int J Mol Sci. 2023; 24(13): 10735. doi: 10.3390/ijms241310735.
33. Sanches PHG, de Melo NC, Porcari AM, de Carvalho LM. Integrating Molecular Perspectives: Strategies for Comprehensive Multi-Omics Integrative Data Analysis and Machine Learning Applications in Transcriptomics, Proteomics, and Metabolomics. Biology. 2024; 13(11): 848. doi:10.3390/biology13110848
34. Satam H, Joshi K, Mangrolia U, Waghoo S, Zaidi G, Rawool S. et al. Next-generation sequencing technology: current trends and advancements. Biology (Basel). 2023; 12(7): 997. doi:10.3390/biology12070997.
35. Serrano DR, Luciano FC, Anaya BJ, Ongoren B, Kara A, Molina G. et al. Artificial Intelligence (AI) Applications in Drug Discovery and Drug Delivery: Revolutionizing Personalized Medicine. Pharmaceutics. 2024; 16(10): 1328. doi: 10.3390/pharmaceutics16101328.
36. Singh D, Tiwari RC, Kumar A, Bhute AR, Meshram RP, Dikshit M. et al. A Comprehensive Review of Pathological Examination in Forensic Medicine: Past, Present, and Future. Cureus. 2022; 14(3): 22740. doi: 10.7759/cureus.22740.
37. Solt LA. Emerging insights and challenges for understanding T cell function through the proteome. Front Immunol. 2022; 13: 1028366. doi: 10.3389/fimmu.2022.1028366.
38. Somiari RI, Russell SJ, Feeley J, Somiari SB. A proteomics method for presumptive identification of human tissue. Forensic Sciences. 2025; 5(4): 75. doi:10.3390/forensicsci5040075.
39. Xie Y, Chen X, Xu M, Zheng X. Application of the Human Proteome in Disease, Diagnosis, and Translation into Precision Medicine: Current Status and Future Prospects. Biomedicines. 2025; 13(3): 681. doi: 10.3390/biomedicines1303681
40. Xu C, Sun Y, Zhang Y, Liu T, Wang X, Hu D. et al. Stain Normalization of Histopathological Images Based on Deep Learning: A Review. Diagnostics (Basel). 2025; 15(8): 1032. doi: 10.3390/diagnostics15081032.
41. Zafar S, Hafeez A, Shah H, Mutiullah I, Ali A, Khan K. et al. Emerging biomarkers for early cancer detection and diagnosis: challenges, innovations, and clinical perspectives. Eur J Med Res. 2025; 30(1): 760. doi: 10.1186/s40001-025-03003-6.
42. Zhang J, Wang Y, Liu Y, Chen H, Chai N, Zhao Y. et al. Proteomic profiling reveals biological processes and biomarkers involved in the pathogenesis of occult breast cancer. BMC Cancer. 2025; 25(1): 231. doi: 10.1186/s12885-025-13657-4.
43. Zhong Q, Xiao X, Qiu Y, Xu Z, Chen C, Chong B. et al. Protein posttranslational modifications in health and diseases: Functions, regulatory mechanisms, and therapeutic implications. MedComm (2020). 2023; 4(3): 261. doi: 10.1002/mco2.261.
44. Zissler A, Stoiber W, Geissenberger J, Steinbacher P, Monticelli FC, Pittner S. Influencing Factors on Postmortem Protein Degradation for PMI Estimation: A Systematic Review. Diagnostics (Basel). 2021; 11(7): 1146. doi: 10.3390/diagnostics11071146.
45. Zupanič Pajnič I. Analysis of Human Degraded DNA in Forensic Genetics. Genes (Basel). 2025; 16(11): 1375. doi: 10.3390/genes16111375.

Публікація:

«Світ медицини та біології» Том 22 № 97 (2026), с. 251-257
УДК 61:340.6:616-091:577.11

DOI:

https://doi.org/10.26724/2079-8334-2026-3-97-251-257