Gene Scientist Maps Vlastní Diabetes typu 2 Príjezd a odjezd

V rámci orientacní studie pro oblast personalizované medicíny pomocí genetického programu Stanford Genetics a jeho kolegu analyzoval jeho genomus predpovedet genetickou dispozici na diabetes 2. typu a sledoval na molekulární úrovni, jak se vyvinul v jeho tele. poté zmizel po zmenách stravy a zivotního stylu.
Dr. Michale Snyderová, profesorka a predsedkyne genetiky na Stanfordské univerzite v Kalifornii a také reditel Stanfordského centra pro genomiku a individualizovanou medicínu a kolegové zverejnili výsledky dvouleté studie nejtajnejsích tajemství Snyderovy DNA, RNA, proteinu v krvi, metabolitu a signalizacních molekul, ve 14 Bunka.

Pohled na budoucnost medicíny

Pozorovali, jak podléhal dvema virovým infekcím a jak reagoval jeho imunitní systém.
Mnohokrát za Snyderovým sokem zjistili, ze má genetickou predispozici k diabetes 2. typu. Toto vyvolalo testy na hladinu cukru v krvi, které vyvrcholily pri vývoji stavu behem studie, a pak se opet vrátil, protoze jeho vcasné zmeny v zivotním stylu a strave se projevily pred trvalým poskozením tkání.
Úcet nám umoznuje nahlédnout do mozné budoucnosti léku. Snyder rekl tisk:
"Nebyl jsem si vedom jakéhokoliv diabetes typu 2 v mé rodine a nemel zádné významné rizikové faktory."
Ale kvuli detailnímu genomovému sekvenování se dozvedel, ze má genetickou predispozici k tomuto stavu:
"Proto jsme merili hladinu glukózy v krvi a byli schopni sledovat, jak po studené virové infekci vystrídají," vysvetlil.
Takze poté, co získal potvrzení diagnózy od lékare, zmenil svuj rezim stravy a cvicení a postupne hladiny glukózy se vrátily do normálu. Pokud by nemoc nemela diagnostiku, a to i po dobu nekolika let, zacalo se poskození tkáne, které se vyskytlo.
"Je to poprvé, kdy nekdo pouzil takové podrobné informace pro aktivní rízení vlastního zdraví," rekl Snyder.
"Je to úroven porozumení zdraví na molekulární úrovni, která jeste nebyla dosud dosazena," dodal.

Masy dat poskytují informace v reálném case

Studie popisuje mysl-boggling pocet datových bodu, které by musely být shromázdeny v personalizované medicíny prístup k zdraví ve srovnání s zbezným workup vetsina z nás dostává, kdyz jsme nasi pravidelnou fyzickou kontrolu.
"V soucasné dobe bezne meríme méne nez 20 promenných ve standardním laboratorním testu krve," rekl Snyder.
"Meli bychom a meli by merit mnoho, mnoho tisíc," dodal.
Zdá se, ze najít to, co ciní jedinec jedinecný, pokud se snazíte predvídat a analyzovat zdraví a nemoci, potrebujete víc nez DNA a geny. Musíte také vysetrovat okolní sekvence, ríkají to vedci.
Ríkají podrobnou analýzu, kterou provedli na Snyderovi jako "integracní Personal Omics Profile" nebo "iPOP". Slovo "omics" naznacuje, ze velké mnozství informací, napríklad získaných z genomu (mapa celé DNA v bunce) nebo proteom (vsechny proteiny).
IPOP se spoléhá na sber a analýzu miliard dat jednotlivých bitu.
Snyderuv iPOP také zahrnoval jeho metabolom (mapa vsech jeho metabolitu), jeho transkriptom (RNA transkripty), auto-protilátkové profily a dalsí veci.
Vedci tvrdí, ze diabetická predispozice, kterou objevili v prípade Snydera, je jen jedním z mnoha problému, které iPOP muze odhalit. Verí, ze takové "dynamické sledování" jedincu bude brzy zcela bezné.
Behem studie dal Snyder asi 20 vzorku krve (asi jednou za dva mesíce a casteji, kdyz byl nemocný).
Kazdý vzorek podstoupil radu testu (testu) pro desítky tisíc biologických promenných.
Ale to, co nasli v den 301, o kterém Snyder ríká, bylo obzvláste informativní. Bylo to asi 12 dní po virové infekci: zdálo se, ze jeho regulace glukózy ztroskotala. Nedlouho po nem klesla hladina glukózy v krvi. Takze sel k vlastnímu lékari, coz je, jak v den 369 byl diagnostikován diabetem typu 2.
Snyder normálne rekl, ze se se svým lékarem jednou za dva nebo tri roky vydá na prohlídku:
"Takze za normálních okolností by muj diabetes nebyl diagnostikován jeden nebo dva roky."
"Ale s temito informacemi v reálném case jsem byl schopen provést zmeny stravy a cvicení, které mi prinesly muj krevní cukr a dovolily mi, abych se vyvaroval léku na diabetes," vysvetlil.

Více nez sekvenování genomu

Snyder zacal studium nekolik mesícu poté, co prisel do Stanfordu v roce 2009, kdy se celé genomové sekvenování jedincu zacalo vázne zkoumat jako zdravotní alternativa.
Prístup iPOP trvá dalsí krok v genomové sekvenci. Genom cloveka je návrh DNA, který se casem mení jen málo. Má predpovídací schopnost naznacovat budoucí události, jako je riziko vzniku urcitých onemocnení.
Ale organismy jsou dynamické: casem se mení. Návrh DNA musí být interpretován pomocí RNA a poté vyjádren v proteinech, které musí poslat signály a chemii pohonu, aby udrzely zivot a spolupracovaly s prostredím.
IPOP zohlednuje tuto dynamictejsí ukládání informací, takze pokud se vám to líbí, nabízí nejen snímek genomu, ale také to, jak genom pracuje v prubehu casu v kontextu prostredí cloveka: jak metabolizují potraviny, ohýbat svaly, dýchat, reagovat na infekci a vsechny malé nuance a úpravy, které udrzují parametry biologie v rámci toho, co definujeme jako "zdravé".

Aby generovali Snyderuv iPOP, museli vedci poslouzit svým genomum na úroven presnosti, která nebyla dosud dosazena.
Poté odebraly desítky molekulárních snímku, které pouzívalo celou radu ruzných technik, generovat tisíce promenných a sledovat jejich prubeh v prubehu casu.

Objevování diabetu

Jednalo se o skupinu molekulárních príznaku, které vedly k objevu diabetu. Ze sledování genomu mohli zjistit, ze Snyder má zvýsené riziko: vysokého cholesterolu, koronárních arterií, bazocelulárního karcinomu a diabetu 2. typu.
Snyder byl prekvapen prognózou diabetu: uz si uvedomoval riziko onemocnení srdce.
Ale ve srovnání s ostatními muzi svého veku (na pocátku studie mel 54 let) mel nizsí riziko: vysokého krevního tlaku, obezity a rakoviny prostaty.
Na pocátku studie mel Snyder také vysokou hladinu triglyceridu v krvi: 321 mg / dL. Úrovní poklesly na 81-116 mg / dL, kdyz uzíval simvastatin, cholesterol buster.
Také na zacátku studie Snyderovy krevní vzorky ukázaly, ze má normální hladinu krevního cukru, ale vzhledem k tomu, ze genomová analýza prokázala riziko diabetu 2. typu, vedci se rozhodli pokracovat v monitorování.
Oni hlásí, ze Snyder získal dve virové infekce behem období studia. Zacal s virovou infekcí (rhinovirus, v den 0) a behem prvního roku (v den 298) zaznamenal, ze získal respiracní syncyciální virus.
Poznamenávají, ze oba prípady jeho imunitní systém reagoval na napadení virem zvýsením hladiny prozánetlivých cytokinu v krvi. Jedná se o bílkoviny, které bunky produkují, aby komunikovaly a koordinovaly své reakce na veci kolem nich, jako jsou útoky.
Snyderovy vzorky po virových infekcích také ukázaly, ze má vyssí hladiny autoprotilátek: tyto reagují s vlastními proteiny tela. Jedná se obvykle o normální docasnou reakci po onemocnení, ale v prípade Snyderových vedcu byli vedci zvedaví, ze jedna autoprotilátka byla zamerena zejména na bílkovinu vázající inzulínový receptor.

Peeping uvnitr bunek

Jako by tato úroven detailu nestacila, vedci sli jeste o krok dále a uvazovali o tom, co se deje uvnitr Snyderových bunek. Toto je místo, kde prichází analýza RNA transkriptu. Tato analýza analyzuje transcriptom, snímek probíhající dynamické interpretace pomerne statického genomu do souboru instrukcí, které rídí celulární chemii.
"Vygenerovali jsme 2,67 miliardy individuálních ctení transcriptu, coz nám dalo urcitý stupen analýzy, který nebyl dosud nikdy dosazen," vysvetloval Snyder.
Celkove Snyder a jeho kolegové sledovali témer 20 000 odlisných transkriptu kódujících 12 000 genu a merily relativní hladiny více nez 6 000 proteinu a 1000 metabolitu.
Z tak neuveritelné úrovne detailu si vsimli nejaké zpracování a editaci pokynu, které nikdo nepredpokládal. Napríklad kazdý jednotlivec nese dve kopie genu (jeden z kazdého biologického rodice) a výzkumníci zjistili pomocí Snyderových transcriptových dat, ze se v prubehu infekce chovají zcela jinak.
Nasli asi 2 000 genu, které se v prubehu infekce projevují casteji. Nekteré z nich se podílejí na imunitních procesech a na pohlcení infikovaných bunek.
Rovnez identifikovali dalsí 2 200 genu, které byly behem infekce vyjádreny na nizsí úrovni, vcetne tech, které se podílely na inzulínové signalizaci a reakci.
V prípade Snyderových prípadu, které obsahují výsledky z ruzných "omez", nalezli také necekané cesty a vazby mezi virem a diabetem 2. typu.

Dukaz principu

Studie, která pouzívá Snyderuv iPOP, je zamýslena jako "princip dukazu" a doufá, ze otevre dvere k efektivnejsím a méne slozitým prístupum, které lze pouzít na klinice.
V budoucnu nemusíme potrebovat 40 000 promenných, ríká Snyder. Je mozné, ze muzeme udelat práci jen s podskupinou, která se ukázala jako opravdu uzitecná pro predvídání budoucího zdraví.
Mezitím budeme potrebovat dalsí studie, jako je tato, abychom ztratili méne nez 40 000 lidí na více zvládnutelné císlo.
"Práve ted je tento typ analýzy velmi nákladný, ale musíme ocekávat, ze jako celokenomové sekvenování bude mnohem levnejsí, a také musíme uvazovat o úsporách spolecnosti pred prevencí onemocnení," rekl Snyder.

Proc ty?

Pri zodpovezení otázky, proc si sám vybral jako predmet studie, uvedl Snyder ve svém prohlásení Science NOW, ze duvody byly vetsinou praktické. Chtel, aby nekdo z místních, kdo by mohl prijít, aby podstoupil casté krevní testy, a také chtel nekoho, kdo by nezapnul jeho tým, kdyby se objevily nejaké znicující informace:
"Nehodlal jsem se soudit," rekl Snyder.
Prostrednictvím Stanfordské univerzity, národních institucí zdravotnictví, spanelského ministerstva pro vedu a inovace, Evropské unie, Evropské rady pro výzkum, Korberovy nadace, Fundación Marcelina Botina a Fundación Lilly a Brevetor Family Foundation pomohly za výzkum.
Napsal Catharine Paddock PhD