Las configuraciones de la DNA en glóbulos de circulación pueden ayudar a determinar parálisis cerebral espástica

Las personas de Delaware incluyendo Erin Crowgey, doctorado, director adjunto de la bioinformática con la investigación biomédica de Nemours, han publicado un estudio en la bioinformática par-revisada del gorrón BMC, mostrando que las configuraciones de la DNA en glóbulos de circulación se pueden utilizar para ayudar a determinar a los pacientes espásticos de la parálisis (CP) cerebral (Crowgey y otros).

El trabajo representa una colaboración entre investigadores en Nemours, la universidad de Delaware (UD) y el genoma que perfila LLC (GenPro para corto). Los co-autores del papel incluyen a Roberto Akins, doctorado, el investigador principal del proyecto, que dirige el centro para la investigación y desarrollo clínica pediátrica en Nemours/el hospital de Alfred I. Du Pont para los niños; Pantano de Adán del biólogo molecular de UD, doctorado, que es principal oficial de la ciencia en GenPro; y Karyn Robinson, ms y Stephanie Yeager, ms, de la investigación del Biomedical de Nemours.

El diagnóstico precoz soporta la intervención temprana

La parálisis cerebral es un campo común con todo el problema neurodevelopmental understudied en los E.E.U.U. de hecho, allí no es ninguna vigilancia nacional aquí, pero la CDC estima que 1 en 323 niños americanos tiene la condición. El CP es un grupo de incapacidades con una amplia gama de la severidad. El CP espástico, el tipo más común, es una condición de por vida caracterizada por rigidez, espasmos, y la tirantez comunes del músculo que afecta al movimiento y a la postura y restringe la actividad de niños afectados.

Aunque la mayoría de los niños (85-90%) con parálisis cerebral nazcan con ella, la diagnosis se puede demorar hasta los años de edad 2+. Una diagnosis es hecha vigilando piedras miliarias del motor; alistan a los niños probablemente en riesgo del CP en los programas de intervención tempranos donde su progreso se mira de cerca. Las nuevas y mejores maneras de determinar a niños con el CP son necesarias de modo que las intervenciones puedan empezar anterior para más niños.

Nemours, internacionalmente - reconocido para su centro del CP en el hospital de Alfred I. Du Pont para los niños, los servicios una población diversa de más de 3.000 niños y de adultos jovenes con el CP, uno de los programas más grandes de los clínicos de los E.E.U.U. y los investigadores en Nemours intenta contínuo perfeccionar la diagnosis y el cuidado de los pacientes del CP. El financiamiento del asiento ostentoso permitió a Nemours desarrollar una inclinación lateral de tejido de la parálisis cerebral que salva sangre y muestras de tejido de centenares de pacientes quirúrgicos en Nemours.

En el estudio, el equipo de investigación perfiló las muestras de sangre cerco en un estudio cegador de niños y de adolescentes 9-19 años para explorar si los pacientes con el CP espástico mostraron diferencias en el nivel celular que no lo hicieron los pacientes ortopédicos rutinarios (que necesitan reparaciones del ACL, fusiones espinales u otras cirugías). Los investigadores determinaron un equipo fuerte de marcadores de la metilación, o las configuraciones, que indican diferencias en el genoma entre los niños con el CP espástico y ésos sin él. En un segundo estudio, usando muestras de los niños envejecidos 2-5 años, los investigadores podían validar sus resultados y predecir con el 73 por ciento de exactitud si las muestras de sangre vinieron de los niños que tenían CP.

“Las pruebas sugieren que haya una cierta conexión epigenética,” dijeron a Crowgey. “Si podemos hacer un mejor trabajo de la investigación para éstos en la época del nacimiento comparado con esperar el desorden que se diagnosticará en 2 años de edad, después potencialmente podremos entregar terapéutica anterior y tener mejores resultados y bajar costos médicos.” Los datos de Medicaid muestran que los costos médicos anuales para un niño con el CP son 10 a 26 veces más arriba que para ésos sin el CP.

La potencia de la ciencia de los datos, del analytics y del aprendizaje de máquina

El estudio leverages una plataforma estadística única del método y de programación desarrollada por el Dr. Marsh en UD y comercializada originalmente por GenPro para medir configuraciones de la metilación en la DNA (la clave genética de una célula) usando la generación siguiente que ordena (NGS) datos. NGS es una técnica que permite a científicos decodificar la DNA más rápidamente y más barato que la DNA tradicional que ordena métodos. El genoma de cada persona, o el equipo completo de DNA, es como una palabra que sea el largo de 3 mil millones caracteres; pero deletreado con solamente las letras A, T, C o G. Traditional DNA que ordena técnicas decodifican secciones de los caracteres de la DNA 700 al mismo tiempo, mientras que NGS se aprovecha de capacidades el calcular paralelo, permitiendo a científicos decodificar millones de fragmentos de la DNA. Los cambios sutiles en la salud física de un paciente son puestos en dirección paralela por los cambios en la metilación de la DNA, haciéndole una herramienta útil para entender enfermedad.

“Muchas de las señales que tomamos se basan en movimientos del sistema inmune--significando el sistema inmune la manera de la persona responde a las acciones externas de la tensión. Cuando encontramos esa reacción epigenética, o la señal, en la secuencia genética, ofrece otra línea de las pruebas para que los clínicos utilicen en tomar decisiones,” dijo el pantano.

La aproximación utiliza técnicas y algoritmos sofisticados de aprendizaje de máquina para clasificación con centenares de gigabytes de datos de NGS que buscan estas configuraciones distintas de la metilación de la DNA. “El conjunto de datos es masivo. No es algo que un ser humano puede hacer. Usted necesita la infraestructura, aprendizaje de máquina, análisis de datos, y ciencia de los datos,” dijo a Crowgey.

Resultados prometedores, más prueba necesaria

Mientras que las conclusión del estudio indican que hay una señal constante presente en glóbulos de circulación de niños con el CP espástico que sigue habiendo de niñez temprana a los años adolescentes, los investigadores dicen que necesitan estudiar más lejos muestras de diversos grupos de la misma edad, incluyendo adolescentes, niños, y niños del nacimiento a 2 años. El aprendizaje más sobre señales de la metilación a través de edades permitirá que la aproximación sea refinada más a fondo para determinar casos y también podía ofrecer nuevas pistas de los investigadores a entender los procesos celulares implicados en el avance del CP, y por lo tanto, nueva terapéutica para manejar la enfermedad.

“Todavía estamos en las fases tempranas, pero los resultados son extremadamente prometedores y nos excitan sobre la sensibilidad de la prueba que estamos viendo en nuestro análisis retrospectivo,” dijimos a Crowgey. Si es acertado, los investigadores dicen que el tipo de análisis de sangre en el revelado también puede ser útil para otros desordenes, tales como leucemia infantil.

Akins era optimista. “Éste es un ejemplo de la clase de innovación que puede suceso cuando colabora la gente con diversos equipos de la habilidad. La prueba experimental fue de idea a la ejecución validada en menos de 12 meses. Ahora estamos trabajando hacia una meta eventual de formar una prueba diagnóstica clínica y de aplicarla a una población amplia.” Akins agregó que Nemours está en una posición única para tal empresa con su población grande del CP, su fuerza cada vez mayor en ciencia de los datos y el analytics, y su adquisición reciente de la investigación recién nacida para el estado de Delaware. “Muchas entregas necesitarán ser abordadas, pero predecimos la investigación rutinaria para el CP en (el futuro cercano de los años <10),” él dijo.

Esta investigación es financiada por el centro de la ciencia biológica de Delaware para la tecnología avanzada, el National Science Foundation, la academia americana para la parálisis cerebral y el remedio de desarrollo, y Nemours.

Saque la cita:

“Este análisis de sangre podía ser un cambiador del juego. Cuanto anterior es la diagnosis, anterior podemos dirigir terapias en el niño. Específicamente, terapia física de intensidad alta y cirugía temprana para prevenir posiblemente problemas más importantes en el futuro, y esperanzadamente para perfeccionar la función y la calidad de vida totales.” M. Bamboleo Shrader, Doctor en Medicina, jefe, centro de la parálisis cerebral, Nemours/hospital de Alfred I. Du Pont para los niños

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

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