Les configurations d'ADN en globules sanguins de diffusion peuvent aider à recenser l'infirmité motrice cérébrale spasmodique

Une équipe du Delaware comprenant Erin Crowgey, PhD, directeur associé de la bio-informatique avec la recherche biomédicale de Nemours, a publié une étude en bio-informatique pair-observée du tourillon BMC, prouvant que des configurations d'ADN en globules sanguins de diffusion peuvent être employées pour aider à recenser les patients spasmodiques (CP) d'infirmité motrice cérébrale (Crowgey et autres).

Le travail représente une collaboration parmi des chercheurs à Nemours, à l'Université du Delaware (UD) et au génome profilant LLC (GenPro pour faire court). Les co-auteurs de l'article incluent Robert Akins, PhD, l'investigateur principal de projet, qui dirige le centre pour la recherche et développement clinique pédiatrique chez Nemours/hôpital d'Alfred I. dupont pour des enfants ; Marais d'Adam de biologiste moléculaire d'UD, PhD, qui est officier en chef de la science chez GenPro ; et Karyn Robinson, milliseconde et Stephanie Yeager, milliseconde, de recherche biomédicale de Nemours.

Le diagnostic précoce supporte l'intervention précoce

L'infirmité motrice cérébrale est un terrain communal pourtant le problème neurodevelopmental understudied aux États-Unis en fait, là n'est aucun contrôle national ici, mais la CDC estime que 1 dans 323 enfants américains ont la condition. Le CP est un groupe d'invalidités avec un large spectre de gravité. CP spasmodique, le type le plus courant, est un état perpétuel caractérisé par dureté, spasmes, et serrage communs de muscle qui affecte le mouvement et la position et limite l'activité des enfants affectés.

Bien que la plupart des enfants (85-90%) avec l'infirmité motrice cérébrale soient nés avec elle, le diagnostic peut être retardé jusqu'aux ans 2+. Un diagnostic est effectué en surveillant des étapes de moteur ; des mineurs vraisemblablement en danger pour le CP sont inscrits dans des programmes d'intervention précoce où leur progrès est attentivement observé. Les voies neuves et meilleures de recenser des mineurs avec le CP sont nécessaires de sorte que les interventions puissent partir plus tôt pour plus d'enfants.

Nemours, internationalement - décelé pour son centre de CP à l'hôpital d'Alfred I. dupont pour des enfants, des services une diverse population de plus de 3.000 enfants et jeunes adultes avec le CP, un des plus grands programmes aux cliniciens des États-Unis et des chercheurs chez Nemours recherchent continuement à améliorer le diagnostic et les soins des patients de CP. Le financement de la fondation de frime a permis à Nemours de développer une banque de tissus d'infirmité motrice cérébrale qui enregistre le sang et des prélèvements de tissu des centaines de patients chirurgicaux chez Nemours.

Dans l'étude, l'équipe de recherche a profilé des prises de sang rassemblées en étude sans visibilité des enfants et des adolescents 9-19 ans pour explorer si les patients présentant le CP spasmodique ont montré des différences au niveau cellulaire que les patients orthopédiques courants (ayant besoin de réglages d'ACL, de spondylodèses ou d'autres cabinets de consultation) n'ont pas fait. Les chercheurs ont recensé un ensemble intense de bornes de méthylation, ou les configurations, qui indiquent des différences dans le génome entre les enfants avec le CP spasmodique et ceux sans lui. Dans une deuxième étude, utilisant des échantillons provenant des enfants âgés 2-5 ans, les chercheurs pouvaient valider leurs résultats et prévoir avec 73 pour cent d'exactitude si les prises de sang sont venues des enfants qui ont eu le CP.

« La preuve propose qu'il y ait un certain lien épigénétique, » a dit Crowgey. « Si nous pouvons réaliser une meilleure fonction de l'examen critique pour ces derniers à la période de la naissance contre attendre le trouble à diagnostiquer à 2 ans, puis potentiellement nous pourrons fournir une thérapeutique plus tôt et avoir de meilleurs résultats et abaisser des coûts médicaux. » Les caractéristiques de Medicaid prouvent que les coûts médicaux annuels pour un enfant avec le CP sont 10 à 26 fois plus haut que pour ceux sans CP.

Le pouvoir de la science, de l'analytique et de l'apprentissage automatique de caractéristiques

L'étude influence une seules méthode et plate-forme logiciel statistiques initialement développées par M. Marsh à UD et commercialisées par GenPro pour mesurer des configurations de méthylation dans ADN (code génétique des cellules) utilisant le prochain rétablissement ordonnançant (NGS) des caractéristiques. NGS est une technique qui permet à des scientifiques de traduire l'ADN plus rapidement et meilleur marché que l'ADN traditionnel ordonnançant des méthodes. Le génome de chaque personne, ou l'ensemble complet d'ADN, est comme un mot qui est la longueur de 3 milliards de caractères ; mais écrit avec seulement les lettres A, T, C ou G. Traditional DNA ordonnançant des techniques traduisent des parties de caractères d'ADN 700 à la fois, alors que NGS tire profit des capacités calculantes parallèles, permettant à des scientifiques de traduire des millions de fragments d'ADN. Des changements subtile de la santé matérielle d'un patient sont mis en parallèle par des changements de la méthylation d'ADN, lui effectuant un outil utile pour comprendre la maladie.

« Plusieurs des signes que nous reprenons sont basés sur des commandes des vitesses de système immunitaire--signifiant la voie le système immunitaire de la personne répond aux événements externes de tension. Quand nous trouvons cette réaction épigénétique, ou signe, dans l'ordonnancement génétique, il fournit une autre ligne de la preuve pour que les cliniciens emploient en prenant des décisions, » a dit le marais.

L'approche emploie des techniques et des algorithmes d'apprentissage automatique sophistiquées pour trier par des centaines de gigas de caractéristiques de NGS recherchant ces configurations distinctes de méthylation d'ADN. « L'ensemble de données est massif. Il n'est pas quelque chose qu'un être humain peut faire. Vous avez besoin d'infrastructure, apprentissage automatique, analyse de caractéristiques, et la science de caractéristiques, » a dit Crowgey.

Résultats prometteurs, plus contrôle requis

Tandis que les découvertes d'étude indiquent qu'il y a un signe cohérent actuel en globules sanguins de diffusion des enfants avec le CP spasmodique qui demeure de la petite enfance aux années adolescentes, les chercheurs disent qu'ils doivent étudier davantage des échantillons provenant de différentes tranches d'âge, y compris des adolescents, des tous-petits, et des mineurs de la naissance à 2 ans. Apprendre plus au sujet des signes de méthylation en travers des âges permettra à l'approche d'être encore raffinée pour recenser des cas et a pu également fournir des indices neufs de chercheurs à comprendre les processus cellulaires impliqués en avançant le CP, et par conséquent, thérapeutique neuve pour manager la maladie.

« Nous sommes toujours pendant les phases précoces, mais les résultats sont extrêmement prometteurs et nous sommes excités au sujet de la sensibilité du test que nous voyons dans notre analyse rétrospective, » avons dit Crowgey. Si couronné de succès, les chercheurs disent que le type de prise de sang à l'étude peut également être utile pour d'autres troubles, tels que la leucémie infantile.

Akins était optimiste. « C'est un exemple du genre d'innovation qui peut se produire quand les gens avec différents jeux de technique collaborent. Le contrôle expérimental est allé de l'idée à l'exécution validée en moins de 12 mois. Nous travaillons maintenant vers un objectif éventuellement de former des tests diagnostique cliniques et de les appliquer à une population grande. » Akins a ajouté que Nemours est en seule position pour une telle entreprise avec sa grande population de CP, sa force croissante dans la science de caractéristiques et analytique, et son acquisition récente de l'examen critique nouveau-né pour la condition du Delaware. « Beaucoup d'éditions devront être abordées, mais nous prévoyons l'examen critique courant pour le CP dans (le contrat à terme proche d'années <10), » il a dit.

Cette recherche est financée par le centre de biosciences du Delaware pour la technologie de pointe, le National Science Foundation, l'Académie américaine pour l'infirmité motrice cérébrale et le médicament de développement, et Nemours.

Retirez la quotation :

« Cette prise de sang a pu être un commutateur de jeu. Plus le diagnostic est tôt, plus nous pouvons diriger des traitements à l'enfant tôt. Particulièrement, physiothérapie de forte intensité et probablement chirurgie tôt pour éviter plus de problèmes importants à l'avenir, et pour améliorer si tout va bien le fonctionnement et la qualité de vie généraux. » M. Wade Shrader, DM, responsable, centre d'infirmité motrice cérébrale, Nemours/hôpital d'Alfred I. dupont pour des enfants

Advertisement