Metóda založená na vyhľadávaní mikrobiómov môže zlepšiť účinnosť pri detekcii a diagnostike chorôb

Veľké údaje prinášajú veľké sľuby, pokiaľ ide o poskytnutie prehľadov o ľudskom správaní a zdraví. Problém je v tom, ako efektívne využiť informácie, ktoré poskytuje. Medzinárodný tím vedcov navrhol mikrobiómovú metódu založenú na vyhľadávaní, prostredníctvom vyhľadávacieho nástroja Microbiome (MSE), analyzovať bohatstvo dostupných zdravotných údajov na zisťovanie a diagnostikovanie ľudských chorôb.

Svoju metódu zverejnili 17. marca 2020 v mSystémy , recenzovaný časopis s otvoreným prístupom Americkej spoločnosti pre mikrobiológiu.

Klasifikácia chorôb založených na mikrobiómoch závisí od dobre validovaných, modely alebo markery špecifické pre chorobu. Avšak, súčasným modelom chýbajú tieto informácie pre mnohé choroby. “

Dr. SU Xiaoquan, z jednobunkového centra pri Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) Čínskej akadémie vied (CAS)

Navyše, SU povedal, viacero chorôb môže zdieľať rovnaké biomarkery - mikroorganizmy, ktoré naznačujú niečo neobvyklé, napríklad mutovaný proteín nachádzajúci sa v rakovinových bunkách, pre výskumníkov je ťažšie správne klasifikovať každého z nich.

Na boj proti týmto problémom pri zisťovaní a klasifikácii chorôb SU a jeho spoločný softvérový tím z Single-Cell Center, QIBEBT a Centrum pre inovácie mikrobiómov (CMI), Kalifornská univerzita v San Diegu (UCSD), vyvinul nový prístup k hľadaniu založený na celom mikrobiálnom spoločenstve, ktoré ľudské telo obsahuje, súhrnne sa nazýva mikrobióm. Každý človek má mikrobióm, aj keď nemajú chorobu.

Tradičné modely porovnávajú vzorky od zdravých jedincov so vzorkami od ľudí, ktorí majú špecifické choroby. S novou metódou, vyhľadávaním na základe konkrétnej odľahlej hodnoty, namiesto známych biomarkerov, ktoré môžu kódovať niekoľko chorôb, vedci môžu identifikovať stav mikrobiómu spojený s chorobou v rôznych kohortách alebo sekvenčných platformách.

V tomto novom prístupe výskumný tím používa na identifikáciu chorôb dvojstupňový proces. Najprv, prehľadávajú základnú databázu zdravých jedincov, aby zistili akúkoľvek špecifickú novinku v mikrobióme - alebo akúkoľvek známu anomáliu, ktorá odlišuje mikrobióm od zdravého stavu. Potom vyhľadávajú tento odľahlý bod v databáze príkladov špecifických pre choroby.

„Presnosť našej stratégie, citlivosť a rýchlosť prekonávajú prístupy založené na modeli, "Povedal SU.

Výsledky vyhľadávania môžu poskytnúť rýchle predpovede, ktoré pomôžu klinickým lekárom diagnostikovať a liečiť choroby.

„Táto stratégia založená na vyhľadávaní ukazuje prísľub ako dôležitý prvý krok v diagnostike mikrobiómových veľkých dát, "podľa Roba Knighta, Riaditeľ CMI a UCSD. „Vo svetle všeobecného posunu zamerania sekvenovania mikrobiómov zo zdravých na chorých hostiteľov, zistenia tu obhajujú pridanie ďalších základných vzoriek z rôznych geografických oblastí. “

XU Jian, Riaditeľ jednobunkového centra, QIBEBT, súhlasí. Ďalšie, spoločný čínsko-americký tím pracuje na povzbudení svojich kolegov, aby sa pripojili ku koordinovanému úsiliu pokračovať v rozširovaní databázy mikrobiómov, zahrnúť každú populáciu a každý ekosystém na svete.

„S vyhľadávacím nástrojom Microbiome, vykonanie vyhľadávania sa môže stať štandardom a umožniť nové mikrobiómové štúdie, ako je dnes vykonanie BLASTU proti vašej novej sekvencii DNA, “hovorí XU.

Túto prácu podporila Čínska národná prírodovedná nadácia, Čínska akadémia vied, Národné ústavy zdravia, Národná vedecká nadácia, nadácia Alfreda P. Sloana a Národná rada pre výskum zdravia a medicíny.

Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Čínska akadémia vied (CAS) bola založená v roku 2006. Hlavné sídlo ústavu sa nachádza v meste Qingdao, Provincia Šan -tung, Čína. Inštitút tvorí tím viac ako 500 zamestnancov, 207 postgraduálnych študentov, a 64 post-docs.

QIBEBT je jednou z primárnych čínskych národných výskumných inštitúcií pre obnoviteľnú energiu a zelené materiály, so zameraním hlavne na výskum a vývoj zdrojov, technológie, produkty a postupy pre biomasu a materiály.

QIBEBT sa zameriava na poskytovanie systematických a udržateľných riešení potrieb čínskej bioenergie integráciou vedy, technológie, a inžinierstvo v oblastiach priemyselnej biológie, zelená chemická technológia, a procesné inžinierstvo.

• Bežne používaná ústna voda zvyšuje produkciu laktátových baktérií, ktoré znižujú pH slín
• Tráviace príznaky sú u pacientov s COVID-19 časté,