Studien analyserade biopsiprover av inflammerade och oinflammerade Crohns sjukdomskador på tunntarmsvävnad så snart den togs bort från patienter. Forskare använde encellad RNA-sekvensering och CyTOF-teknik för att undersöka tarmskadorna i realtid på encellsnivå, identifiera immunceller och cirkulerande blodceller och deras interaktion i och runt lesionen, och kartlägga ett landskap med tusentals celler i lesionen.
Analysen fann en signatur av exakta celltyper, aldrig tidigare identifierats, som korrelerar med en patients motståndskraft mot standardterapin för Crohns sjukdom, ett antiinflammatoriskt läkemedel som kallas en TNF-hämmare. En TNF -hämmare är det huvudsakliga medlet som ges till patienter med måttlig till svår Crohns sjukdom, men cirka 40 procent av patienterna som tar hämmaren slutar antingen inte svara på det eller att deras Crohns förvärras.
Encells profilering kan förändra upptäckten av läkemedel. Det kommer verkligen att ge oss mycket mer klarhet kring inflammatorisk tarmsjukdom och varför patienter gör motstånd och vad mer vi kan rikta oss till. "
Motsvarande författare Miriam Merad, MD, Doktorsexamen, Direktör för Precision Immunology Institute vid Icahn School of Medicine på Mount Sinai, Mount Sinai professor i cancerimmunologi, Meddirektör för programmet Cancerimmunologi vid Tisch Cancer Institute och chef för Mount Sinai Human Immune Monitoring Center
Att ha en signatur för att identifiera patienter som kommer att misslyckas med hämmaren är till hjälp för att undvika operation och komplikationer. Baserat på denna undersöknings resultat, forskare har redan utvecklat en klinisk prövning som kommer att testa om det är möjligt att hitta signaturen i ett blodprov när en patient diagnostiseras med inflammatorisk tarmsjukdom. Om så är fallet, läkare kan undvika att använda en TNF -hämmare och istället använda andra biologiska läkemedel som fungerar för den patienten.
"Vi utformade denna studie på ett sätt som definierar inflammation med en aldrig tidigare skådad precision med hjälp av immunologi och beräkningsbiologi för att få en bättre förståelse av denna sjukdom, "sa medförhörande författare Judy H. Cho, MD, Senior docent för precisionsmedicin, Direktör för Charles Bronfman Institute for Personalized Medicine, Ward-Coleman professor i translationell genetik, och professor i medicin, och genetik och genomvetenskap, vid Icahn School of Medicine. "Dessa resultat betonar begränsningarna för nuvarande diagnostiska analyser och potentialen för encells kartläggningsverktyg för att identifiera nya biomarkörer för behandlingssvar och skräddarsydda terapeutiska möjligheter."
Denna studie tittade på fyra grupper av patienter och använde encellsanalys av en grupp för att identifiera signaturen. Forskarna överlagrade sedan data från encellsanalysen till flera, stora datamängder bestående av de andra tre grupperna av patienter vars vävnader hade analyserats och vars resultat med TNF -hämmaren var kända. Med hjälp av en algoritm och beräkningsbiologi, forskarna bekräftade signaturen som identifierades från encelliga sekvensresultat i multipeln, oberoende grupper med kända behandlingsresultat.
"Vår studie visar att tillvägagångssätt som kombinerar högupplösta encelliga kartläggningar av inflammatoriska lesioner hos ett litet antal patienter med bulk-RNA-sekvensering på stora kohorter med omfattande klinisk karakterisering leder till generaliserbara insikter, markerar potentialen att i stort förändra förståelsen för mänskliga multifaktoriella immunförmedlade inflammatoriska sjukdomar, "sa medförfattaren Ephraim Kenigsberg, Doktorsexamen, Docent i genetik och genomvetenskap vid Icahn Institute for Data Science and Genomic Technology. Förste författaren Jerome C. Martin, PharmD, Doktorsexamen, postdoktor vid Precision Immunology Institute vid Icahn School of Medicine på Mount Sinai, spelade också en stor roll i denna forskning.