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Immunome a pu fournir l'analyse sans précédent dans la santé d'une personne

Le système immunitaire humain ne protège pas simplement notre santé, il la réfléchit. Chaque rencontre avec un agent pathogène potentiel fait produire le fuselage les agents immunisés spécifiques -- protéines connues sous le nom d'anticorps et récepteurs des lymphocytes T -- sur mesure pour identifier et détruire l'envahisseur.

Attribué avec éviter la réinfection, les anticorps et les récepteurs des lymphocytes T (TCR) de vos rencontres précédentes diffusent dans tout le fuselage indéfiniment, comme un dossier de vos antécédents médicaux personnels que vous transportez à l'intérieur de vous.

Le pathologiste clinique Ramy Arnaout, DM, DPhil, directeur associé des laboratoires cliniques de microbiologie au centre médical de Beth Israël Deaconess, veut extraire ces dossiers médicaux personnels pour information.

Dans un point de vue récent publié dans les frontières en immunologie, Arnaout et collègues dans la Communauté immunisée adaptative de répertoire de récepteur (AIRR-C) donnent comment l'immunome -- tous les gènes collectivement exprimés par les cellules immunitaires d'une personne -- retient le potentiel de fournir à des chercheurs et à des médecins l'analyse sans précédent dans la santé d'une personne.

La collecte de ces informations d'un grand nombre de patients a pu un jour faciliter la diagnose par l'intermédiaire d'une prise de sang proche-universelle et préparer le terrain aux traitements visés pour une grande variété de conditions.

Nous avons demandé à M. Arnaout de nous dire davantage au sujet de cette frontière neuve de médicament personnalisé.

Quel est exact l'immunome et que peuvent-ils les chercheurs et les médecins apprendre de lui ?

L'immunome est l'ensemble complet de cellules immunitaires -- anticorps et récepteurs de cellule T (TCR) -- que chaque personne effectue en réponse aux infections, les vaccinations, les greffes et les transfusions, les maladies auto-immune, le vieillissement et les cancers.

En ce moment, vous avez dans votre fuselage quelque chose comme des cents milliards de trillion aux cellules de T et de B, à s'occuper de leurs propres affaires, à la diffusion par votre sang, à laisser au contrôle que se passe-t-il dans tous vos organes, et puis à compléter la boucle et au retour autour.

Un certain nombre nous dans le domaine avaient pensé pendant quelque temps cela si nous pourrions juste figurer à l'extérieur que les anticorps et la correspondance de récepteurs des lymphocytes T auquel la maladie ou condition, alors nous auraient une diagnose universelle.

C'est-à-dire, nous pourrions examiner les anticorps et les récepteurs des lymphocytes T d'une personne, et juste par voir ce qui est là, nous pourrions dire, « oh, ces anticorps sommes contre le mélanome, que les moyens vous l'ont probablement eu, mais votre système immunitaire a pris soin de lui, » ou, « vous avez probablement eu la grippe. »

Une prise de sang, un coup -- tout autrement est de l'informatique sur l'autre extrémité. Mais d'abord nous devons fissurer cet indicatif.

Que les chercheurs et les médecins pourraient-ils faire avec cette information ?

Si je regardais votre immunome et immunome de votre ami, vous pourriez supposer que vous n'auriez rien en commun. Mais, en dépit toutes des différences fondamentales parmi nous, les anticorps et les TCR que nous produisons sont assez assimilés même si ils ne sont pas identiques que les scientifiques peuvent les regarder bioinformatically et identifier des configurations.

Nous savons maintenant des caractéristiques qui en dépit du potentiel extraordinaire et insondable de la diversité -- il y a des séquences plus différentes possibles que les étoiles dans l'univers observable, certainement plus que des grammes de la masse au soleil -- vous et moi n'êtes pas génétiquement celui différent.

Nous vivons dans le même monde, nous sommes éternués en circuit par les mêmes gens sur le souterrain -- il est incroyable que notre diversité réelle génétiquement soit tellement incroyablement contrainte à la laquelle nous avons pu et régulièrement trouve que des configurations que nous pourrions avoir pensé ne pourrait pas exister il y a dix ans.

Ainsi, en obtenant des échantillons des gens qui ont connu des conditions -- comme COVID-19, dengue, ebola et d'autres maladies infectieuses -- et les comparant aux échantillons témoins, les scientifiques peuvent de calcul retirer des configurations.

Mais l'ingrédient manquant ici est vous. En cet article mes collègues et I juste publiés dans les frontières en immunologie, nous essayons d'annoncer en communauté scientifique et au delà de celle nous pouvons trouver ces configurations et les mettre au bon usage. Mais nous avons besoin de cliniciens pour se rendre compte de ceci et pour brancher à nous.

Par exemple, dites qu'un endocrinologue a un patient présentant un accroissement bénin thyroïde. En principe, nous pourrions prélever un échantillon du sang de ce patient, trouvons une séquence, et puis employons cette séquence comme outil de diagnostic tôt pour de futurs patients.

Quelle technologie est exigée pour traduire l'immunome ?

Étape une ordonnançait. L'ordonnancement était la technologie qui a rendu ce genre de penser possible. Nous avons maintenant la capacité d'ordonnancer ces l'anticorps et les gènes de TCR de sorte que nous puissions réellement voir ce qui est dedans là.

Maintenant que l'ordonnancement est plus d'une denrée, la frontière a déménagé à « comment pouvons nous trouver les configurations ? » C'est le côté mathématique et de calcul des choses, traitant les caractéristiques de ordonnancement avec l'artificial intelligence ou les algorithmes d'apprentissage automatique.

Mais je ne veux pas donner sur cette troisième planche, quoiqu'elle ne soit pas aussi sensationnelle qu'ordonnançant et l'artificial intelligence : Comme j'ai dit avant, l'ingrédient manquant est vous. Nous sommes arriérés pour un au niveau national, apprenant le système de santé.

Est-ce que pouvons-nous nous nous assurer que si un patient entre dans un hôpital dans le Massachusetts ou Maine ou le Missouri, nous pouvons éventuellement obtenir l'accès à cette prise de sang qui est sur le point pour être jeté longtemps après que le patient soit rentré à la maison, et pour ordonnancer les millions d'anticorps et de gènes de TCR qu'il contient ? Et en plus de l'accès à ces spécimens jetés en travers des systèmes médicaux, nous avons besoin de eux avons marqué avec l'information dans les dossiers santé électroniques (EHR).

Avec l'immunome, nous avons l'occasion d'employer de nouveau l'ordonnancement à se renseigner sur la santé d'une personne, ajoutons cette information à une base de données, la marquons avec le dossier santé de cette personne, millions de périodes des personnes -- nous pouvons démêler cet indicatif dans relativement la commande rapide.

Quelle est la critique de bonne foi de cette ligne de pensée ?

Il y a un point de vue qui si vous veulent pour diagnostiquer une infection, par exemple, pourquoi recherchent la réaction ? Recherchez juste l'agent infectieux lui-même, droit ? Ou si vous voulez voir comment la personne réagit au traitement contre le cancer, pourquoi regard à la réponse adaptative de l'immunisé comme indicateur -- pourquoi ne pas examiner des cellules cancéreuses contre le médicament ? Ce sont des questions raisonnables.

La réponse est, le fuselage prend beaucoup de ces insultes très au sérieux. Même si vous avez un bruyant, l'infection potentiellement potentiellement mortelle, le nombre de bactéries viables par millilitre de sang est vanishingly petite -- environ une bactérie viable selon 5-10 millilitres de sang.

Peut-être il y a beaucoup de bactéries quelque part dans votre fuselage. Mais plus typique, votre fuselage prend juste l'infection avec des bactéries très au sérieux, tellement juste quelques bactéries sont asse'à régler hors d'une cascade d'événements qui peuvent vous tuer. La conclusion des bactéries réelles, et les discerner de l'épave bactérienne faite au hasard d'ADN dans le sang, est plus dure qu'il est de regarder une personne et dire, de « le compte de globule blanc cette personne est par le toit. »

En d'autres termes, la réaction immunitaire n'est pas une réaction proportionnelle, il est souvent massivement d'une façon disproportionnée une réaction dans de nombreux cas. Elle agit en tant qu'amplificateur de signe d'un point de vue diagnostique, et c'est un avantage. Si nous pouvons obtenir assez d'échantillons pour identifier une configuration, et si nous pouvons obtenir assez d'échantillons, l'expérience professionnelle propose jusqu'ici que nous puissions déterminer ce qu'est ce signe.

Pourquoi et vos collègues avez-vous publié ce des frontières en papier d'immunologie maintenant ?

La Communauté immunisée adaptative de répertoire de récepteur (AIRR-C) est une communauté spécifique que nous avons écrit cet article avec et au nom de. Nous avons la connaissance et les compétences pour étendre le travail préparatoire pour le potentiel diagnostique de l'immunome, mais nous pouvons aller tellement plus rapidement avec l'aide d'autres. C'est pourquoi nous éteignons un appel aux cliniciens, aux chercheurs et à d'autres pour joindre des efforts avec AIRR-C.

Mon espoir est le prochain rétablissement des médecins à la Faculté de Médecine, quand ils entendent parler de ceci qu'ils pensent, « je veulent travailler à cela. »

Source:
Journal reference:

Arnaout, R. A., et al. (2021) The Future of Blood Testing Is the Immunome. Frontiers in Immunology. doi.org/10.3389/fimmu.2021.626793.