De patronen van DNA in het doorgeven van bloedcellen kunnen helpen spastische hersenverlamming identificeren

Een team van Delaware met inbegrip van Erin Crowgey, Doctoraat, verwante directeur van Bio-informatica met Biomedisch Onderzoek Nemours, heeft een studie in de peer-herzien dagboekBMC Bio-informatica gepubliceerd aantonen, die dat de patronen van DNA in het doorgeven van bloedcellen kunnen worden gebruikt helpen spastische hersenverlammingspatiënten (CP) (Crowgey et al.) identificeren.

Het werk vertegenwoordigt een samenwerking onder onderzoekers bij Nemours, de Universiteit van Delaware (UD) en Genoom die LLC (GenPro voor plotseling) profileren. De medeauteurs van het document omvatten Robert Akins, Doctoraat, de project belangrijkste onderzoeker, die het Centrum voor Pediatrische Klinische Onderzoek en Ontwikkeling bij het Ziekenhuis van Nemours/Alfred I. Dupont voor Kinderen leidt; UD moleculaire bioloog Adam Marsh, Doctoraat, dat belangrijkste wetenschapsambtenaar in GenPro is; en Karyn Robinson, lidstaten en Stephanie Yeager, lidstaten, van Biomedisch Onderzoek Nemours.

De vroege diagnose steunt vroege interventie

De hersen verlamming is gemeenschappelijk understudied nog neurodevelopmental probleem in de V.S. In feite, is er hier geen nationaal toezicht, maar CDC schat dat 1 in 323 Amerikaanse kinderen de voorwaarde heeft. CP is een groep onbekwaamheden met een breed spectrum van strengheid. Spastische CP, het gemeenschappelijkste type, is een levenslange voorwaarde die door gezamenlijke stijfheid, krampen, en spierstrakheid wordt gekenmerkt die beweging en houding beïnvloedt en de activiteit van beïnvloede kinderen beperkt.

Hoewel de meeste kinderen (85-90%) met hersenverlamming met het geboren zijn, kan de diagnose tot jaar oud 2+ worden vertraagd. Een diagnose wordt gemaakt door motormijlpalen te controleren; de zuigelingen gedachte wordt om voor CP in gevaar te zijn ingeschreven in vroege interventieprogramma's waar hun vooruitgang dicht op wordt gelet. De nieuwe en betere manieren om zuigelingen met CP te identificeren zijn nodig zodat de acties vroeger voor meer kinderen kunnen beginnen.

Nemours, internationaal - die voor zijn CP centrum bij Alfred I. Dupont het Ziekenhuis voor Kinderen wordt erkend, dient een diverse bevolking van meer dan 3.000 kinderen en de jonge volwassenen met CP, één van de grootste programma's in de Werkers uit de gezondheidszorg en de onderzoekers van de V.S. in Nemours willen onophoudelijk de diagnose en de zorg van CP patiënten verbeteren. De financiering van de Stichting van de Opschepperij liet Nemours toe om een hersenbank van het verlammingsweefsel te ontwikkelen die bloed en weefselsteekproeven van honderden chirurgische patiënten in Nemours opslaat.

In de studie, het onderzoekteam bloedsteekproeven die in een verblinde studie van kinderen en adolescenten worden verzameld 9-19 te onderzoeken jaar profileerde of de patiënten met spastische CP verschillen op het cellulaire niveau toonden dat de routine orthopedische patiënten die (ACL reparaties, ruggegraatsfusies of andere chirurgie nodig hebben) niet. De onderzoekers identificeerden een sterke reeks methylation tellers, of patronen, die op verschillen in het genoom tussen kinderen met spastische CP en die zonder het wijzen. In een tweede studie, die steekproeven van kinderen van 2-5 jaar gebruiken, konden de onderzoekers hun resultaten bevestigen en met 73 percenten voorspellen nauwkeurigheids of de bloedsteekproeven uit kinderen kwamen die CP hadden.

Het „bewijsmateriaal stelt voor dat er wat epigenetische verbinding,“ bovengenoemde Crowgey is. „Als wij een beter werk van onderzoek voor deze in tijd van geboorte kunnen doen tegenover het wachten op de wanorde dat bij 2 jaar oud moet worden gediagnostiseerd, dan potentieel zullen wij vroegere therapeutiek kunnen leveren en betere resultaten en lagere medische kosten hebben.“ De gegevens van Medicaid tonen aan dat de jaarlijkse medische kosten voor een kind met CP 10 tot 26 keer hoger dan voor die zonder CP zijn.

De macht van gegevens wetenschap, analytics en machine het leren

De studiehefboomwerkingen een uniek statistisch methode en softwareplatform dat oorspronkelijk door Dr. Marsh bij UD wordt ontwikkeld en dat door GenPro op de markt wordt om methylation patronen in DNA die (de genetische code van een cel) gebracht te meten volgende generatie gebruiken die gegevens (NGS) rangschikken. NGS is een techniek die wetenschappers toelaat om DNA sneller en goedkoper te decoderen dan traditionele DNA rangschikkend methodes. Het genoom van elke persoon, of de volledige reeks van DNA, zijn als een woord dat de lengte van 3 miljard karakters is; maar gespeld met slechts de brieven A, T, C of G. Traditional die DNA decoderen technieken rangschikken secties karakters van DNA 700 in een tijd, terwijl NGS uit parallelle gegevensverwerkingsmogelijkheden voordeel haalt, toelatend wetenschappers om miljoenen fragmenten van DNA te decoderen. De subtiele veranderingen in de fitheden van een patiënt worden vergeleken door veranderingen in methylation van DNA, die tot het maken een nuttig hulpmiddel om ziekte te begrijpen.

„Veel van de signalen die wij opnemen zijn gebaseerd op immuunsysteemverschuivingen--betekenend de manier het immuunsysteem van een persoon aan externe spanningsgebeurtenissen antwoordt. Wanneer wij die epigenetische reactie vinden, of signaal, in het genetische rangschikken, het een andere lijn van bewijsmateriaal voor werkers uit de gezondheidszorg verstrekt om in het nemen van besluiten te gebruiken,“ bovengenoemd Moeras.

De benadering gebruikt verfijnde machine het leren technieken en algoritmen om door honderden gigabytes van Ngs- gegevens te sorteren zoekend deze verschillende methylation van DNA patronen. De „gegevensreeks is massief. Het is niet iets een mens kan doen. U hebt infrastructuur, machine het leren, gegevensanalyse, en gegevenswetenschap nodig,“ bovengenoemde Crowgey.

Veelbelovende resultaten, meer nodig testen

Terwijl de studiebevindingen erop wijzen dat er een verenigbaar signaal huidig in het doorgeven van bloedcellen van kinderen met spastische CP is die van vroege kinderjaren aan de tienerjaren blijft, zeggen de onderzoekers zij steekproeven van verschillende leeftijdsgroepen, met inbegrip van tieners, peuters, en zuigelingen van geboorte aan 2 jaar moeten verder bestuderen. Het leren van meer over methylation signalen over leeftijden zal de benadering verder toelaten worden geraffineerd om gevallen te identificeren en kon ook onderzoekers nieuwe aanwijzingen aan het begrip van de cellulaire processen verstrekken betrokken bij het vooruitgaan van CP, en bijgevolg, nieuwe therapeutiek om de ziekte te beheren.

„Wij zijn nog in de vroege fasen, maar de resultaten zijn uiterst belovend en wij zijn opgewekt over de gevoeligheid van de test die wij in onze retrospectieve analyse,“ bovengenoemde Crowgey zien. Als succesvol, zeggen de onderzoekers het type van bloedonderzoek in ontwikkeling ook voor andere wanorde, zoals zuigelingsleukemie nuttig kan zijn.

Akins was optimistisch. „Dit is een voorbeeld van het soort innovatie dat kan gebeuren wanneer de mensen met verschillende vaardigheidsreeksen samenwerken. Het experimentele testen ging van idee naar bevestigde uitvoering in minder dan 12 maanden. Wij ijveren nu voor een doel om een klinische kenmerkende test uiteindelijk te vormen en het toe te passen op een brede bevolking.“ Akins voegde toe dat Nemours in een unieke positie voor zulk een onderneming met zijn grote CP bevolking, zijn groeiende sterkte in gegevens wetenschap en analytics, en zijn recente aanwinst van pasgeboren onderzoek voor de staat van Delaware is. „Vele kwesties zullen moeten worden behandeld, maar wij voorspellen routineonderzoek voor CP in de dichtbijgelegen (<10 jaren) toekomst,“ hij zei.

Dit onderzoek wordt gefinancierd door het Centrum van de Biologische wetenschap van Delaware voor Geavanceerde Technologie, de Nationale Stichting van de Wetenschap, de Amerikaanse Academie voor HersenVerlamming en OntwikkelingsGeneeskunde, en Nemours.

Trek citaat terug:

„Dit bloedonderzoek zou een spelwisselaar kunnen zijn. Vroeger de diagnose, vroeger kunnen wij therapie bij het kind leiden. Specifiek, hoge intensiteits fysieke therapie en misschien vroege chirurgie om significantere problemen in de toekomst te verhinderen, en hopelijk algemene functie en levenskwaliteit te verbeteren.“ M. waad Shrader, M.D., het Belangrijkste, HersenCentrum van de Verlamming, Nemours/Alfred I. Dupont het Ziekenhuis voor Kinderen

Bron: https://www.nemours.org/about/mediaroom/press/dv/blood-test-predicts-spastic-cerebral-palsy.html

Advertisement