В ходе исследования были проанализированы образцы биопсии воспаленных и невоспаленных очагов болезни Крона на ткани тонкой кишки сразу после их удаления у пациентов. Исследователи использовали секвенирование одноклеточной РНК и технологию CyTOF для изучения поражений кишечника в режиме реального времени на одноклеточном уровне. идентификация иммунных клеток и циркулирующих клеток крови и их взаимодействия в очаге поражения и вокруг него, и составление карты ландшафта из тысяч клеток в поражении.
Анализ обнаружил сигнатуру точных типов клеток, никогда ранее не идентифицировались, что коррелирует с устойчивостью пациента к стандартной терапии болезни Крона, противовоспалительный препарат, называемый ингибитором TNF. Ингибитор TNF является основным средством, назначаемым пациентам с болезнью Крона от умеренной до тяжелой степени. но около 40 процентов пациентов, принимающих ингибитор, в конечном итоге либо не реагируют на него, либо их болезнь Крона ухудшается.
<цитата>Профилирование отдельных клеток может изменить открытие лекарств. Это действительно даст нам гораздо больше ясности в отношении воспалительного заболевания кишечника, почему пациенты сопротивляются и на что еще мы могли бы нацеливаться ».
Соавтор-корреспондент Мириам Мерад, Доктор медицины, Кандидат наук, Директор Института точной иммунологии Медицинской школы Икана на горе Синай, Гора Синай, профессор иммунологии рака, Со-директор программы по иммунологии рака в Институте рака Тиша и директор Центра мониторинга иммунитета человека на горе Синай
Наличие подписи для идентификации пациентов, которым ингибитор не помогает, помогает избежать хирургического вмешательства и осложнений. Основываясь на результатах этого исследования, исследователи уже разработали клиническое испытание, которое проверит, можно ли найти сигнатуру в анализе крови, когда у пациента диагностировано воспалительное заболевание кишечника. Если так, врачи могли бы избежать использования ингибитора TNF и вместо этого использовать другие биопрепараты, которые подойдут этому пациенту.
«Мы разработали это исследование таким образом, чтобы определить воспаление с беспрецедентной точностью, используя иммунологию и компьютерную биологию, чтобы лучше понять это заболевание, "сказала соавтор-корреспондент Джуди Х. Чо, Доктор медицины, Старший заместитель декана по точной медицине, Директор Института персонализированной медицины Чарльза Бронфмана, Уорд-Коулман, профессор трансляционной генетики, и профессор медицины, и генетика и геномные науки, в Медицинской школе Икана. «Эти результаты подчеркивают ограничения современных диагностических тестов и потенциал инструментов картирования отдельных клеток для выявления новых биомаркеров ответа на лечение и индивидуальных терапевтических возможностей».
В этом исследовании изучались четыре группы пациентов и использовался одноклеточный анализ одной группы для определения сигнатуры. Затем исследователи наложили данные анализа одной клетки на несколько, большие наборы данных, состоящие из трех других групп пациентов, чьи ткани были проанализированы и чьи результаты с ингибитором TNF были известны. Используя алгоритм и вычислительную биологию, исследователи подтвердили сигнатуру, идентифицированную из последовательностей одной клетки, в результате множественных, независимые группы с известными результатами лечения.
«Наше исследование показывает, что подходы, сочетающие одноклеточное картирование воспалительных поражений с высоким разрешением у небольшого числа пациентов с объемным секвенированием РНК на больших когортах с обширной клинической характеристикой, приводят к обобщаемым выводам, подчеркивая потенциал для широкого изменения понимания многофакторных иммуноопосредованных воспалительных заболеваний человека, "сказал соавтор-корреспондент Ефраим Кенигсберг, Кандидат наук, Доцент кафедры генетики и геномных наук Института науки о данных и геномных технологий Икана. Первый автор Джером К. Мартин, PharmD, Кандидат наук, научный сотрудник Института точной иммунологии Медицинской школы Икана на горе Синай, также сыграл важную роль в этом исследовании.