I reticoli del DNA in globuli di circolazione possono contribuire ad identificare la paralisi cerebrale spastica

Un gruppo del Delaware compreso Erin Crowgey, il PhD, direttore associato di bioinformatica con la ricerca biomedica di Nemours, ha pubblicato uno studio in bioinformatica pari-esaminata del giornale BMC, indicante che i reticoli del DNA in globuli di circolazione possono essere usati per contribuire ad identificare i pazienti spastici di paralisi (CP) cerebrale (Crowgey et al.).

Il lavoro rappresenta una collaborazione fra i ricercatori a Nemours, all'università di Delaware (UD) ed al genoma che profila il LLC (GenPro in breve). I co-author del documento includono Robert Akins, PhD, il ricercatore principale del progetto, che dirige il centro per ricerca e sviluppo clinici pediatrici a Nemours/ospedale di Alfred I. Du Pont per i bambini; Palude di Adam del biologo molecolare di UD, PhD, che è ufficiale principale di scienza a GenPro; e Karyn Robinson, ms e Stephanie Yeager, ms, di ricerca del Biomedical di Nemours.

La diagnosi precoce supporta l'intervento iniziale

La paralisi cerebrale è un terreno comunale eppure il problema neurodevelopmental understudied negli Stati Uniti infatti, là non è sorveglianza nazionale qui, ma il CDC stima che 1 in 323 bambini americani abbia la circostanza. Il CP è un gruppo di inabilità con un'ampia gamma di severità. Il CP spastico, il tipo più comune, è uno stato per tutta la vita caratterizzato da rigidezza, dagli spasmi e dalla tenuta uniti del muscolo che pregiudica il movimento e la posizione e limita l'attività dei bambini commoventi.

Sebbene la maggior parte dei bambini (85-90%) con paralisi cerebrale nascano con, la diagnosi può essere ritardata fino agli anni 2+. Una diagnosi è fatta riflettendo le pietre miliari del motore; gli infanti probabilmente a rischio del CP sono iscritti ai programmi di intervento iniziali dove il loro progresso è guardato molto attentamente. I nuovi e migliori modi identificare gli infanti con il CP sono necessari in moda da potere cominciare presto gli interventi per più bambini.

Nemours, internazionalmente - riconosciuto per il suo centro di CP all'ospedale di Alfred I. Du Pont per i bambini, i servire una diversa popolazione di più di 3.000 bambini e di giovani adulti con il CP, uno di più grandi programmi nei clinici degli Stati Uniti ed i ricercatori a Nemours cerca continuamente di migliorare la diagnosi e la cura dei pazienti di CP. Il finanziamento dalle fondamenta boriose ha permesso a Nemours di sviluppare una banca dei tessuti di paralisi cerebrale che memorizza il sangue ed i campioni di tessuto dai centinaia di pazienti chirurgici a Nemours.

Nello studio, il gruppo di ricerca ha profilato i campioni di sangue raccolti in uno studio accecato dai bambini e dagli adolescenti 9-19 anni per esplorare se i pazienti con il CP spastico hanno evidenziato le differenze al livello cellulare che i pazienti ortopedici sistematici (che hanno bisogno delle riparazioni di ACL, delle fusioni spinali o di altri ambulatori) non hanno fatto. I ricercatori hanno identificato un forte insieme degli indicatori di metilazione, o i reticoli, che indicano le differenze nel genoma fra i bambini con il CP spastico e quelli senza. In un secondo studio, facendo uso dei campioni dai bambini di 2-5 anni, i ricercatori potevano convalidare i loro risultati e predire con 73 per cento di accuratezza se i campioni di sangue sono venuto dai bambini che hanno avuti CP.

“La prova suggerisce che ci sia una certa connessione epigenetica,„ ha detto Crowgey. “Se possiamo fare un migliore processo di selezione per questi a periodo della nascita contro aspettare il disordine da diagnosticare a 2 anni, quindi potenzialmente potremo consegnare la terapeutica più iniziale ed avere migliori risultati ed abbassare i costi medici.„ I dati di Medicaid indicano che i costi medici annuali per un bambino con il CP sono 10 - 26 volte più superiore a per quelli senza CP.

La potenza di scienza, dell'analisi dei dati e dell'apprendimento automatico di dati

Lo studio fa leva un metodo e una piattaforma software statistici unici originalmente sviluppati dal Dott. Marsh a UD e commercializzati da GenPro per misurare i reticoli di metilazione in DNA (il codice genetico delle cellule) facendo uso della generazione seguente che ordina (NGS) i dati. NGS è una tecnica che permette agli scienziati di decodificare più velocemente e più economico il DNA del DNA tradizionale che ordina i metodi. Il genoma di ogni persona, o l'insieme completo di DNA, è come una parola che è la lunghezza di 3 miliardo caratteri; ma compitato con soltanto le lettere A, T, la C o G. Traditional DNA che ordina le tecniche decodificano le sezioni dei caratteri del DNA 700 per volta, mentre NGS approfitta delle capacità di calcolo parallelo, permettendo agli scienziati di decodificare milioni di sequenze di DNA. I cambiamenti sottili nella salubrità fisica di un paziente sono parallelizzati dai cambiamenti nella metilazione del DNA, rendentegli uno strumento utile per capire la malattia.

“Molti dei segnali che prendiamo sono basati sugli spostamenti del sistema immunitario--significando il sistema immunitario il modo di una persona risponde agli eventi esterni di sforzo. Quando troviamo quella risposta epigenetica, o il segnale, nell'ordinamento genetico, fornisce un'altra riga di prova affinchè i clinici utilizzi nel prendere le decisioni,„ ha detto la palude.

L'approccio usa le tecniche e gli algoritmi di apprendimento automatico specializzati per ordinare con le centinaia di gigabyte dei dati di NGS che cercano questi reticoli distinti di metilazione del DNA. “L'insieme di dati è massiccio. Non è qualcosa che un essere umano possa fare. Avete bisogno dell'infrastruttura, apprendimento automatico, l'analisi di dati e scienza di dati,„ ha detto Crowgey.

Risultati di promessa, più provare state necessarie

Mentre i risultati di studio indicano che c'è un segnale coerente presente in globuli di circolazione dei bambini con il CP spastico che rimane da prima infanzia agli anni adolescenti, i ricercatori dicono che devono più ulteriormente studiare i campioni dalle fasce d'età differenti, compreso gli adolescenti, i bambini e gli infanti dalla nascita a 2 anni. L'apprendimento dei più circa i segnali di metilazione attraverso le età permetterà che l'approccio più ulteriormente sia raffinato per identificare i casi ed anche che ha potuto fornire le nuove bugne dei ricercatori a capire i trattamenti cellulari in questione nell'avanzamento del CP e conseguentemente, nuova terapeutica per gestire la malattia.

“Siamo ancora nelle fasi in anticipo, ma i risultati estremamente stanno promettendo e siamo eccitati circa la sensibilità della prova che stiamo vedendo nella nostra analisi retrospettiva,„ abbiamo detto Crowgey. Se riuscito, i ricercatori dicono che il tipo di analisi del sangue in via di sviluppo anche può essere utile per altri disordini, quale la leucemia infantile.

Akins era ottimista. “Questo è un esempio del genere di innovazione che può accadere quando la gente con differenti insiemi di abilità collabora. La prova sperimentale è andato dall'idea all'esecuzione convalidata in meno di 12 mesi. Ora stiamo lavorando verso uno scopo finalmente di formazione del test diagnostico clinico e di applicazione ad una popolazione vasta.„ Akins ha aggiunto che Nemours è in una posizione unica per una tal impresa con la sua grande popolazione di CP, nella sua resistenza crescente nella scienza di dati ed in analisi dei dati e la sua acquisizione recente di selezione neonata per lo stato del Delaware. “Molte emissioni dovranno essere affrontate, ma prediciamo la selezione sistematica per il CP in (futuro vicino di anni <10),„ ha detto.

Questa ricerca è costituita un fondo per dal centro di scienze biologiche del Delaware per tecnologia avanzata, il National Science Foundation, l'accademia americana per paralisi cerebrale e medicina inerente allo sviluppo e Nemours.

Estragga la virgoletta:

“Questa analisi del sangue ha potuto essere un commutatore del gioco. Più in anticipo la diagnosi, più presto possiamo dirigere le terapie al bambino. Specificamente, terapia fisica ad alta intensità e possibilmente ambulatorio in anticipo per impedire i problemi più significativi in futuro ed eventualmente per migliorare funzione e qualità di vita globali.„ M. Wade Shrader, MD, capo, centro di paralisi cerebrale, Nemours/ospedale di Alfred I. Du Pont per i bambini

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

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