Štúdia analyzovala vzorky biopsie zapálených a nezapálených lézií Crohnovej choroby na tkanive tenkého čreva hneď, ako boli pacientom odstránené. Vedci použili jednobunkové sekvenovanie RNA a technológiu CyTOF na skúmanie črevných lézií v reálnom čase na jednobunkovej úrovni, identifikácia imunitných buniek a cirkulujúcich krviniek a ich interakcia v lézii a okolo nej, a mapovanie krajiny tisícov buniek v lézii.
Analýza našla podpis presných typov buniek, nikdy predtým identifikovaný, čo koreluje s odolnosťou pacienta voči štandardnej terapii Crohnovej choroby, protizápalové liečivo nazývané inhibítor TNF. Inhibítor TNF je hlavným liekom podávaným pacientom so stredne závažnou až závažnou Crohnovou chorobou, ale asi 40 percent pacientov, ktorí užívajú inhibítor, nakoniec buď naň nereaguje, alebo sa im zhorší Crohnova choroba.
Jednobunkové profilovanie by mohlo zmeniť objav liekov. Naozaj nám to poskytne oveľa väčšiu predstavu o zápalových ochoreniach čriev a o tom, prečo pacienti odolávajú a na čo ďalšie by sme sa mohli zamerať. “
Spoluzodpovedajúca autorka Miriam Merad, MD, PhD., Riaditeľ Inštitútu presnej imunológie na Icahnovej lekárskej fakulte na vrchu Sinaj, Profesor na Mount Sinai v imunológii rakoviny, Spoluriaditeľ programu imunológie rakoviny v Tisch Cancer Institute a riaditeľ Centra monitorovania ľudskej imunity na Mount Sinai
Podpis na identifikáciu pacientov, ktorí na inhibítori zlyhajú, je užitočný pri predchádzaní chirurgickým zákrokom a komplikáciám. Na základe výsledkov tejto štúdie Vedci už vyvinuli klinickú štúdiu, ktorá testuje, či je možné nájsť podpis v krvnom teste, keď je pacientovi diagnostikované zápalové ochorenie čriev. Ak áno, lekári by sa mohli vyhnúť použitiu inhibítora TNF a namiesto toho použiť inú biologickú látku, ktorá bude fungovať pre tohto pacienta.
"Túto štúdiu sme navrhli spôsobom, ktorý definuje zápal s bezprecedentnou presnosťou pomocou imunológie a výpočtovej biológie, aby sme lepšie porozumeli tejto chorobe," “uviedla spoluzodpovedajúca autorka Judy H. Cho, MD, Starší prodekan pre presnú medicínu, Riaditeľ Inštitútu personalizovanej medicíny Charlesa Bronfmana, Ward-Coleman, profesor translačnej genetiky, a profesor medicíny, a genetika a genomické vedy, na Icahnovej lekárskej fakulte. "Tieto výsledky zdôrazňujú obmedzenia súčasných diagnostických testov a potenciál jednobunkových mapovacích nástrojov na identifikáciu nových biomarkerov pre odpoveď na liečbu a prispôsobené terapeutické príležitosti."
Táto štúdia sa zamerala na štyri skupiny pacientov a použila jednobunkovú analýzu jednej skupiny na identifikáciu podpisu. Vedci potom prekryli údaje z jednobunkovej analýzy do viacerých, veľké súbory údajov pozostávajúce z ďalších troch skupín pacientov, ktorých tkanivá boli analyzované a ktorých výsledky s inhibítorom TNF boli známe. Pomocou algoritmu a výpočtovej biológie vedci potvrdili podpis identifikovaný z výsledkov jednobunkových sekvencií vo viacnásobných, nezávislé skupiny so známymi výsledkami liečby.
„Naša štúdia ukazuje, že prístupy, ktoré kombinujú jednobunkové mapovanie zápalových lézií s vysokým rozlíšením u malého počtu pacientov s hromadným sekvenovaním RNA vo veľkých kohortách s rozsiahlou klinickou charakterizáciou, vedú k zovšeobecniteľným poznatkom, zdôraznenie potenciálu široko transformovať chápanie ľudských multifaktoriálnych imunitne sprostredkovaných zápalových ochorení, “povedal spoluzodpovedajúci autor Ephraim Kenigsberg, PhD., Odborný asistent genetiky a genomických vied na Icahnovom inštitúte pre dátovú vedu a genómovú technológiu. Prvý autor Jerome C. Martin, PharmD, PhD., postdoktorand v Inštitúte presnej imunológie na Icahnovej lekárskej fakulte na vrchu Sinaj, tiež zohral významnú úlohu v tomto výskume.