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Immunome ha potuto fornire la comprensione senza precedenti nella salubrità di una persona

Il sistema immunitario umano non protegge appena la nostra salubrità, la riflette. Ogni incontro con un agente malattia-causante potenziale induce l'organismo a produrre gli agenti immuni specifici -- proteine conosciute come gli anticorpi ed i ricevitori a cellula T -- su misura per riconoscere e distruggere l'invasore.

Incaricato con impedire la reinfezione, gli anticorpi ed i ricevitori a cellula T (TCR) i vostri incontri precedenti circolano indefinitamente in tutto l'organismo, come una registrazione della vostra anamnesi personale che portate dentro di voi.

Il patologo clinico Ramy Arnaout, il MD, DPhil, direttore associato dei laboratori clinici di microbiologia al centro medico di Beth Israele Deaconess, vuole estrarre quelle cartelle sanitarie personali per informazione.

In una prospettiva recente ha pubblicato nelle frontiere in immunologia, Arnaout ed i colleghi nella Comunità immune adattabile del repertorio del ricevitore (AIRR-C) descrivono come il immunome -- tutti geni espressi collettivamente dalle celle immuni di una persona -- tiene il potenziale di fornire ai ricercatori ed ai medici comprensione senza precedenti nella salubrità di una persona.

Raccogliendo quelle informazioni da tantissimi pazienti ha potuto l'un giorno facilitare i sistemi diagnostici via un'analisi del sangue quasi-universale ed aprire la strada alle terapie mirate a per un'ampia varietà di circostanze.

Abbiamo chiesto al Dott. Arnaout di dirci di più circa questa nuova frontiera di medicina personale.

Che cosa è esattamente il immunome e che cosa possono i ricercatori ed i medici imparare da?

Il immunome è l'insieme completo delle celle immuni -- anticorpi e ricevitori di cellula T (TCR) -- che ogni persona fa in risposta alle infezioni, le vaccinazioni, trapianti e le trasfusioni, malattie autoimmuni, invecchiamento e cancri.

Ora, avete nel vostro organismo qualcosa come i cento miliardo a trilione T e linfociti B, occupandoti del loro proprio affare, circolando con il vostro sangue, andante per verificare che cosa sta continuando in tutti gli vostri organi e poi completando il ciclo e ritornando intorno.

Una serie di noi nel campo stiamo pensando per un po di tempo che se potessimo capire appena che gli anticorpi e la corrispondenza a cellula T dei ricevitori a cui malattia o circostanza, quindi noi avrebbero avuti un sistema diagnostico universale.

Cioè potremmo guardare gli anticorpi ed i ricevitori a cellula T di una persona ed appena vedendo che cosa è là, potremmo dire, “oh, questi anticorpi siamo contro il melanoma, che i mezzi voi probabilmente lo hanno avuto, ma il vostro sistema immunitario ha catturato la cura,„ o, “probabilmente avete avuto l'influenza.„

Un'analisi del sangue, un colpo -- tutto il resto è l'informatica sull'altra estremità. Ma in primo luogo dobbiamo incrinare quel codice.

Che cosa potrebbero i ricercatori ed i medici fare con questi informazioni?

Se esaminassi il vostro immunome e il immunome del vostro amico, potreste supporre che avreste avuto niente di in comune. Ma, malgrado le differenze di fondo fra noi tutte, gli anticorpi e i TCR che produciamo sono abbastanza simili anche se non sono identici che gli scienziati possono esaminarli bioinformatically e riconoscere i reticoli.

Ora sappiamo dai dati che malgrado potenziale straordinario e impenetrabile di diversità -- ci sono sequenze possibili più differenti che le stelle nell'universo osservabile, certamente più dei grammi di massa al sole -- voi ed io non sono geneticamente quello differente.

Viviamo nello stesso mondo, noi siamo starnutiti sopra dalla stessa gente sul sottopassaggio -- è incredibile che la nostra diversità reale geneticamente così incredibile è costretta a cui abbiamo potuti e regolarmente che trova che reticoli che potremmo pensare non potrebbe esistere dieci anni fa.

Così, ottenendo i campioni dalla gente che ha conosciuto le circostanze -- quali COVID-19, febbre rompiossa, il ebola ed altre malattie infettive -- e confrontandoli ai campioni di controllo, gli scienziati possono estrarre informaticamente i reticoli.

Ma l'ingrediente mancante qui è voi. In questo documento i miei colleghi ed io abbiamo pubblicato appena nelle frontiere in immunologia, stiamo provando ad annunciare in comunità scientifica ed oltre quello possiamo trovare questi reticoli e metterli a buon uso. Ma abbiamo bisogno dei clinici di essere informati di questo e di connettere con noi.

Per esempio, dica che un endocrinologo ha un paziente con una crescita benigna della tiroide. In linea di principio, potremmo prelevare un campione del sangue di quel paziente, troviamo una sequenza e poi usiamo quella sequenza come strumento diagnostico in anticipo per i pazienti futuri.

La che tecnologia è richiesta di decodificare il immunome?

Punto uno stava ordinando. L'ordinamento era la tecnologia che ha permesso questo genere di pensiero. Ora abbiamo la capacità di ordinare questo l'anticorpo ed i geni di TCR in moda da poterci realmente vedere noi che cosa è dentro là.

Ora che ordinare è più di una merce, la frontiera si è mossa verso “come possiamo trovare i reticoli?„ Quello è il lato matematico e di calcolo delle cose, elaborante i dati d'ordinamento con intelligenza artificiale o gli algoritmi di apprendimento automatico.

Ma non voglio trascurare questa terza plancia, anche se non è splashy quanto l'ordinamento e l'intelligenza artificiale: Ho detto prima, l'ingrediente mancante è voi. Siamo arretrati per un nazionale, imparando il sistema sanitario.

Possiamo assicurarci che se un paziente entra in ospedale in Massachusetts o Maine o il Missouri, noi possiamo finalmente ottenere l'accesso a quel campione di sangue che si accinge a essere gettato lungamente fuori dopo che il paziente è andato a casa ed ordinare milioni di anticorpo e di geni che di TCR contiene? Ed oltre ad accesso a questi esemplari eliminati attraverso i sistemi sanitari, li abbiamo bisogno di abbiamo correlato alle informazioni nelle cartelle mediche elettroniche (EHR).

Con il immunome, abbiamo la probabilità usare ancora l'ordinamento da imparare circa la salubrità di una persona, aggiungiamo quelle informazioni ad un database, lo correliamo alla cartella medica di quella persona, milioni di periodi delle persone -- possiamo districare relativamente questo codice nell'ordine di scarsità.

Che cosa è la critica in buona fede di questa riga di pensiero?

C'è un punto di vista che se voi vogliono diagnosticare un'infezione, per esempio, perché cerca la risposta? Cerchi appena l'agente infettante stesso, destra? O se volete vedere come la persona reagisce a trattamento del cancro, perché sguardo alla risposta adattabile dell'immune come indicatore -- perché non verificare le cellule tumorali contro la droga? Queste sono domande ragionevoli.

La risposta è, l'organismo cattura molti questi insulti molto seriamente. Anche se avete un travolgente, l'infezione potenzialmente pericolosa, il numero dei batteri possibili per millilitro di sangue è vanishingly piccola -- intorno un batterio possibile per 5-10 millilitri di sangue.

Forse ci sono molti batteri da qualche parte nel vostro organismo. Ma tipico, il vostro organismo cattura appena molto seriamente l'infezione con i batteri, così appena alcuni batteri è abbastanza per provocare una cascata degli eventi che possono uccidervi. L'individuazione dei batteri reali e distinguerlo dalle rottami galleggianti batteriche casuali del DNA nel sangue, sono più duri di è di esaminare una persona e dire, “il conteggio di globulo bianco di questa persona è tramite il tetto.„

Cioè la risposta immunitaria non è una risposta proporzionale, è spesso in maniera massiccia sproporzionatamente una risposta in molti casi. Funge da amplificatore del segnale da una prospettiva diagnostica e quello è un vantaggio. Se possiamo convincere abbastanza campioni per riconoscere un reticolo e se possiamo ottenere abbastanza campioni, il registro finora suggerisce che possiamo determinare che cosa quel segnale è.

Perché voi ed i vostri colleghi ora hanno pubblicato questo le frontiere in documento dell'immunologia?

La Comunità immune adattabile del repertorio del ricevitore (AIRR-C) è una comunità dedicata che abbiamo scritto questo documento con ed a nome di. Abbiamo la conoscenza e la competenza per stendere il fondamento per il potenziale diagnostico del immunome, ma possiamo andare così tanto più velocemente con l'aiuto di altri. Ecco perché stiamo mettendo fuori una chiamata ai clinici, ai ricercatori e ad altri per unire gli sforzi con AIRR-C.

La mia speranza è la generazione seguente di medici a facoltà di medicina, quando sentono parlare di questo che pensano, “io vogliono lavorare a quello.„

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.