Il metodo basato sulla ricerca del microbioma può migliorare l'efficienza nel rilevamento e nella diagnosi delle malattie

I big data fanno grandi promesse quando si tratta di fornire informazioni sul comportamento umano e sulla salute. Il problema è come sfruttare le informazioni che fornisce in modo efficiente. Un team internazionale di ricercatori ha proposto un metodo basato sulla ricerca del microbioma, tramite il motore di ricerca del microbioma (MSE), analizzare la ricchezza di dati sanitari disponibili per rilevare e diagnosticare le malattie umane.

Hanno pubblicato il loro metodo il 17 marzo, 2020 in mSistemi , una rivista ad accesso aperto peer-reviewed della American Society for Microbiology.

La classificazione delle malattie basata sul microbioma dipende da criteri ben convalidati, modelli o marcatori specifici della malattia. Però, i modelli attuali mancano di queste informazioni per molte malattie".

Dott. SU Xiaoquan, dal Single-Cell Center presso l'Istituto di bioenergia e tecnologia dei bioprocessi di Qingdao (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS)

Inoltre, SU ha detto, più malattie possono condividere gli stessi biomarcatori:i microrganismi che indicano qualcosa fuori dall'ordinario, come una proteina mutata che si trova nelle cellule tumorali, rendendo più difficile per i ricercatori classificare correttamente ciascuno di essi.

Per combattere questi problemi per l'individuazione e la classificazione delle malattie, SU e il suo team software congiunto del Single-Cell Center, QIBEBT e Centro per l'innovazione del microbioma (CMI), Università della California a San Diego (UCSD), sviluppato un nuovo approccio di ricerca basato sull'intera comunità microbica contenuta in un corpo umano, chiamato collettivamente microbioma. Ogni persona ha un microbioma, anche se non hanno una malattia.

I modelli tradizionali confrontano campioni di soggetti sani con quelli di persone note per avere malattie specifiche. Con il nuovo metodo, cercando in base allo specifico outlier, piuttosto che biomarcatori noti che possono codificare per diverse malattie, i ricercatori possono identificare lo stato del microbioma associato alla malattia attraverso diverse coorti o piattaforme di sequenziamento.

In questo nuovo approccio, il team di ricerca utilizza un processo in due fasi per identificare la malattia. Primo, cercano in un database di base di individui sani per rilevare qualsiasi novità anomala del microbioma specifico - o qualsiasi anomalia nota che differenzia il microbioma da uno stato sano. Quindi cercano quel valore anomalo in un database di esempi specifici della malattia.

"La precisione della nostra strategia, sensibilità e velocità superano gli approcci basati su modelli, " ha detto SU.

I risultati della ricerca possono fornire previsioni rapide per aiutare i medici a diagnosticare e curare le malattie.

"Questa strategia basata sulla ricerca mostra la promessa come un primo passo importante nella diagnosi basata sui big data del microbioma, "secondo Rob Knight, Direttore di CMI e UCSD. "Alla luce del generale spostamento dell'attenzione sul sequenziamento del microbioma da ospiti sani a ospiti malati, i risultati qui sostengono l'aggiunta di più campioni di riferimento da diverse località geografiche".

XU Jian, Direttore del Centro unicellulare, QIBEBT, è d'accordo. Prossimo, il team congiunto Sino-USA sta lavorando per incoraggiare i propri colleghi a unirsi a uno sforzo coordinato per continuare ad espandere il database del microbioma, per includere ogni popolazione e ogni ecosistema del globo.

"Con il motore di ricerca del microbioma, eseguire una ricerca può diventare uno standard e consentire nuovi studi sul microbioma come lo è oggi l'esecuzione di un BLAST contro la nuova sequenza di DNA", ha affermato XU.

Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China, l'Accademia cinese delle scienze, gli Istituti Nazionali di Sanità, la Fondazione Nazionale della Scienza, la Alfred P. Sloan Foundation e il National Health and Medical Research Council.

Il Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), L'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) è stata fondata nel 2006. La sede principale dell'istituto si trova a Qingdao, provincia dello Shandong, Cina. L'istituto è composto da un team di oltre 500 membri del personale, 207 studenti laureati, e 64 post-doc.

QIBEBT è uno dei principali istituti di ricerca nazionali cinesi per le energie rinnovabili e i materiali verdi, concentrandosi principalmente sulla ricerca e sviluppo delle risorse, tecnologie, prodotti e processi per energia e materiali a base biologica.

QIBEBT si impegna a fornire soluzioni sistematiche e sostenibili alle esigenze di bioenergia della Cina integrando scienza, tecnologia, e ingegneria nei campi della biologia industriale, tecnologia chimica verde, e ingegneria di processo.

• Il collutorio comunemente usato aumenta i batteri produttori di lattato che abbassano il pH della saliva
• I sintomi digestivi sono comuni nei pazienti COVID-19,