Os testes padrões do ADN em glóbulos de circulação podem ajudar a identificar a paralisia cerebral espástico

Uma equipe de Delaware que inclui Erin Crowgey, PhD, director adjunto da bioinformática com pesquisa biomedicável de Nemours, publicou um estudo na bioinformática par-revista do jornal BMC, mostrando que os testes padrões do ADN em glóbulos de circulação podem ser usados para ajudar a identificar pacientes espásticos da paralisia (CP) cerebral (Crowgey e outros).

O trabalho representa uma colaboração entre pesquisadores em Nemours, na universidade de Delaware (UD) e no genoma que perfila LLC (GenPro para breve). Os co-autores do papel incluem Robert Akins, PhD, investigador principal do projecto, que dirige o centro para a investigação e desenvolvimento clínica pediatra em Nemours/hospital de Alfred I. Du Pont para crianças; Pântano de Adam do biólogo molecular de UD, PhD, que é oficial principal da ciência em GenPro; e Karyn Robinson, MS e Stephanie Yeager, MS, da pesquisa do Biomedical de Nemours.

O diagnóstico adiantado apoia a intervenção adiantada

A paralisia cerebral é uma terra comum contudo o problema neurodevelopmental understudied nos E.U. de facto, lá não é nenhuma fiscalização nacional aqui, mas o CDC calcula que 1 em 323 crianças americanas tem a circunstância. O PC é um grupo de inabilidades com um espectro largo da severidade. O PC espástico, o tipo o mais comum, é uma condição por toda a vida caracterizada pela rigidez, por espasmos, e pela tensão comum do músculo que afecta o movimento e a postura e restringe a actividade de crianças afetadas.

Embora a maioria de crianças (85-90%) com paralisia cerebral sejam nascidas com ela, o diagnóstico pode ser atrasado até os anos 2+ de idade. Um diagnóstico é feito monitorando marcos miliários do motor; os infantes em risco do PC são registrados provavelmente nos programas de intervenção adiantados onde seu progresso é olhado pròxima. As maneiras novas e melhores de identificar infantes com PC são necessários de modo que as intervenções possam partir mais cedo para mais crianças.

Nemours, internacional - reconhecido para seu centro do PC no hospital de Alfred I. Du Pont para crianças, saques uma população diversa de mais de 3.000 crianças e de adultos novos com PC, um dos programas os maiores nos clínicos dos E.U. e pesquisadores em Nemours procura continuamente melhorar o diagnóstico e o cuidado de pacientes do PC. O financiamento da fundação da gabolice permitiu Nemours de desenvolver um banco de tecido da paralisia cerebral que armazenasse o sangue e as amostras de tecido das centenas de pacientes cirúrgicos em Nemours.

No estudo, a equipa de investigação perfilou as amostras de sangue recolhidas em um estudo cegado das crianças e dos adolescentes 9-19 anos para explorar se os pacientes com PC espástico mostraram diferenças a nível celular que os pacientes ortopédicos rotineiros (que precisam reparos do ACL, fusões espinais ou outras cirurgias) não fizeram. Os pesquisadores identificaram um grupo forte de marcadores do methylation, ou os testes padrões, que indicam diferenças no genoma entre crianças com PC espástico e aquelas sem ele. Estude num segundo, usando amostras das crianças envelhecidas 2-5 anos, os pesquisadores podiam validar seus resultados e prevê-los com 73 por cento de precisão se as amostras de sangue vieram das crianças que tiveram o PC.

“A evidência sugere que haja alguma conexão epigenética,” disse Crowgey. “Se nós podemos fazer um trabalho melhor da selecção para estes na época do nascimento contra a espera da desordem a ser diagnosticada em 2 anos de idade, a seguir potencial nós poderemos entregar uma terapêutica mais adiantada e ter melhores resultados e abaixar custos médicos.” Os dados de Medicaid mostram que os custos médicos anuais para uma criança com PC são 10 a 26 vezes mais altamente do que para aqueles sem PC.

A potência da ciência dos dados, da analítica e da aprendizagem de máquina

O estudo leverages uma plataforma estatística original do método e de software originalmente desenvolvida pelo Dr. Pântano em UD e comercializada por GenPro para medir testes padrões do methylation em ADN (o código genético de uma pilha) que usa a próxima geração que arranja em seqüência (NGS) dados. NGS é uma técnica que permita cientistas de descodificar mais rapidamente e mais barata o ADN do que o ADN tradicional que arranja em seqüência métodos. O genoma de cada pessoa, ou o grupo completo de ADN, são como uma palavra que esteja a um comprimento de 3 bilhão carácteres; mas soletrado com somente as letras A, T, C ou G. Tradicional ADN que arranja em seqüência técnicas descodificam secções de carácteres do ADN 700 em um momento, quando NGS se aproveitar de capacidades da computação paralela, permitindo cientistas de descodificar milhões de fragmentos do ADN. As mudanças subtis na saúde física de um paciente são paralelizadas por mudanças no methylation do ADN, fazendo lhe uma ferramenta útil para compreender a doença.

“Muitos dos sinais que nós pegaramos são baseados em SHIFT do sistema imunitário--significando o sistema imunitário a maneira da pessoa responde aos eventos externos do esforço. Quando nós encontramos essa resposta epigenética, ou sinal, em arranjar em seqüência genético, fornece uma outra linha de evidência para que os clínicos usem-se em fazer decisões,” disse o pântano.

A aproximação usa técnicas e algoritmos sofisticados de aprendizagem da máquina para classificar com as centenas de gigas byte dos dados de NGS que procuram estes testes padrões distintos do methylation do ADN. “A série de dados é maciça. Não é algo que um ser humano pode fazer. Você precisa a infra-estrutura, aprendizagem de máquina, análise de dados, e ciência dos dados,” disse Crowgey.

Resultados prometedores, mais teste necessário

Quando os resultados do estudo indicarem que há um sinal consistente actual em glóbulos de circulação das crianças com PC espástico que permanece da primeira infância aos anos adolescentes, os pesquisadores dizem que precisam de estudar mais amostras dos grupos de idade diferentes, incluindo adolescentes, crianças, e infantes do nascimento a 2 anos. Aprender mais sobre sinais do methylation através das idades permitirá que a aproximação seja refinada mais para identificar casos e igualmente podia fornecer indícios novos dos pesquisadores a compreender os processos celulares envolvidos em avançar o PC, e conseqüentemente, terapêutica nova para controlar a doença.

“Nós estamos ainda nas fases adiantadas, mas os resultados são extremamente prometedores e nós somos entusiasmado sobre a sensibilidade do teste que nós estamos vendo em nossa análise retrospectiva,” dissemos Crowgey. Se bem sucedido, os pesquisadores dizem que o tipo de análise de sangue durante o processo de desenvolvimento igualmente pode ser útil para outras desordens, tais como a leucemia infantil.

Akins era optimista. “Este é um exemplo do tipo da inovação que pode acontecer quando os povos com grupos diferentes da habilidade colaboram. O teste experimental foi da ideia à execução validada em menos de 12 meses. Nós estamos trabalhando agora para um objetivo eventualmente de formar um teste de diagnóstico clínico e de aplicá-lo a uma população larga.” Akins adicionou que Nemours está em uma posição original para tal empreendimento com sua grande população do PC, em sua força crescente na ciência dos dados e em analítica, e sua aquisição recente da selecção recém-nascida para o estado de Delaware. “Muitas edições deverão ser endereçadas, mas nós prevemos a selecção rotineira para o PC (no futuro próximo dos anos <10),” disse.

Esta pesquisa é financiada pelo centro da ciência biológica de Delaware para tecnologia avançada, o National Science Foundation, a academia americana para a paralisia cerebral e a medicina desenvolvente, e Nemours.

Retire citações:

“Esta análise de sangue podia ser um cambiador do jogo. Mais adiantado o diagnóstico, mais cedo nós podemos dirigir terapias na criança. Especificamente, fisioterapia da alta intensidade e cirurgia adiantada para impedir possivelmente no futuro problemas mais significativos, e para melhorar esperançosamente a função e a qualidade de vida totais.” M. Passeio Shrader, DM, chefe, centro da paralisia cerebral, Nemours/hospital de Alfred I. Du Pont para crianças

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