Studien analyserte biopsiprøver av betente og ikke -betente Crohns sykdomskader på tynntarmvev så snart det ble fjernet fra pasienter. Forskere brukte enkelcellet RNA-sekvensering og CyTOF-teknologi for å se på tarmlesjonene i sanntid på ettcellet nivå, identifisere immunceller og sirkulerende blodceller og deres interaksjon i og rundt lesjonen, og kartlegge et landskap med tusenvis av celler i lesjonen.
Analysen fant en signatur av presise celletyper, aldri tidligere identifisert, som korrelerer med pasientens motstand mot standardterapi for Crohns sykdom, et antiinflammatorisk legemiddel kalt en TNF-hemmer. En TNF -hemmer er hovedmidlet gitt til pasienter med moderat til alvorlig Crohns sykdom, men omtrent 40 prosent av pasientene som tar hemmeren ender opp med at de enten ikke reagerer på det eller får Crohns forverring.
Encellet profilering kan transformere stoffoppdagelse. Det kommer virkelig til å gi oss mye mer klarhet om inflammatorisk tarmsykdom og hvorfor pasienter motstår og hva mer vi kan målrette mot. "
Medkorresponderende forfatter Miriam Merad, MD, PhD, Direktør for Precision Immunology Institute ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai, Mount Sinai professor i kreftimmunologi, Meddirektør for Cancer Immunology-programmet ved The Tisch Cancer Institute og direktør for Mount Sinai Human Immune Monitoring Center
Å ha en signatur for å identifisere pasienter som vil mislykkes på hemmeren er nyttig for å unngå kirurgi og komplikasjoner. Basert på denne studiens resultater, forskere har allerede utviklet en klinisk studie som skal teste om det er mulig å finne signaturen i en blodprøve når en pasient er diagnostisert med inflammatorisk tarmsykdom. I så fall, leger kan unngå å bruke en TNF -hemmer og i stedet bruke andre biologiske midler som vil fungere for den pasienten.
"Vi designet denne studien på en måte som definerer betennelse med enestående presisjon ved bruk av immunologi og beregningsbiologi for å få en bedre forståelse av denne sykdommen, "sa medkorresponderende forfatter Judy H. Cho, MD, Senior assisterende dekan for presisjonsmedisin, Direktør for Charles Bronfman Institute for Personalized Medicine, Ward-Coleman professor i translasjonsgenetikk, og professor i medisin, og genetikk og genomvitenskap, ved Icahn School of Medicine. "Disse resultatene understreker begrensningene i dagens diagnostiske analyser og potensialet for encellede kartleggingsverktøy for å identifisere nye biomarkører for behandlingsrespons og skreddersydde terapeutiske muligheter."
Denne studien så på fire pasientgrupper og brukte encelleanalyse av en gruppe for å identifisere signaturen. Forskerne la deretter dataene fra encelleanalysen over på flere, store datasett bestående av de tre andre pasientgruppene hvis vev var blitt analysert og hvis resultater med TNF -hemmer var kjent. Ved hjelp av en algoritme og beregningsbiologi, forskerne bekreftet signaturen identifisert fra encellede sekvensresultater i multiplumet, uavhengige grupper med kjente behandlingsresultater.
"Vår studie viser at tilnærminger som kombinerer høyoppløselige encellede kartlegginger av inflammatoriske lesjoner hos et lite antall pasienter med bulk-RNA-sekvensering på store kohorter med omfattende klinisk karakterisering, fører til generaliserbar innsikt, fremhever potensialet for i stor grad å transformere forståelsen av menneskelige multifaktorielle immunmedierte inflammatoriske sykdommer, "sa forfatteren Ephraim Kenigsberg, PhD, Assisterende professor i genetikk og genomisk vitenskap ved Icahn Institute for Data Science and Genomic Technology. Første forfatter Jerome C. Martin, PharmD, PhD, postdoktor ved Precision Immunology Institute ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai, spilte også en stor rolle i denne forskningen.