Μελέτη βρίσκει πώς γίνεται η γενετική διάγνωση εξαιρετικά σπάνιων ασθενειών, Health News, ET HealthWorld

Βόννη: Οι περισσότερες σπάνιες ασθένειες προκαλούνται από γενετικές αιτίες. Μια μοριακή γενετική διάγνωση μπορεί να γίνει πιο γρήγορα και εύκολα με τον εντοπισμό της υποκείμενης γενετικής αλλαγής, για παράδειγμα με τον προσδιορισμό της αλληλουχίας εξωμών (ES). Η ανάλυση κάθε περιοχής του DNA μας που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη είναι γνωστή ως ES.

Μια συστηματική αξιολόγηση δεδομένων ES 1.577 ασθενών διεξήχθη ως μέρος μιας πολυκεντρικής έρευνας που διεξήχθη στη Γερμανία. Ως αποτέλεσμα, μπορούσαν πλέον να διαγνωστούν 499 άτομα, 34 από τα οποία είχαν προηγουμένως αδιάγνωστες γενετικές διαταραχές.

Έτσι, το έργο προσθέτει σημαντικά στις πρώτες περιγραφές νέων ασθενειών. Επιπλέον, έγινε η πρώτη ευρεία εφαρμογή λογισμικού που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να βοηθήσει την κλινική διάγνωση. Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης «GestaltMatcher» μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση των χαρακτηριστικών του προσώπου σε σχέση με την κατηγοριοποίηση των συγγενών γενετικών διαταραχών. Το έγκριτο περιοδικό Nature Genetics δημοσίευσε πρόσφατα τα ευρήματα της μελέτης, τα οποία διεξήχθησαν σε 16 πανεπιστημιακές τοποθεσίες.

Οι εξαιρετικά σπάνιες ασθένειες απαιτούν τόσο διεπιστημονική κλινική εμπειρία όσο και ολοκληρωμένη γενετική διάγνωση για βέλτιστη φροντίδα. Το τριετές έργο του ταμείου καινοτομίας TRANSLATE NAMSE ξεκίνησε στα τέλη του 2017 με στόχο τη βελτίωση της φροντίδας των πληγέντων μέσω σύγχρονων διαγνωστικών αντιλήψεων. Ερευνητές από 16 πανεπιστημιακά νοσοκομεία ανέλυσαν τα δεδομένα ES 1.577 ασθενών, συμπεριλαμβανομένων 1.309 παιδιών, που παρουσιάστηκαν σε κέντρα σπάνιων ασθενειών ως μέρος του TRANSLATE NAMSE. Στόχος του έργου ήταν να βρεθεί η αιτία της νόσου σε όσο το δυνατόν περισσότερους ασθενείς χρησιμοποιώντας καινοτόμες μεθόδους εξέτασης. Γενετική αιτία της σπάνιας νόσου εντοπίστηκε σε 499 ασθενείς, 425 εκ των οποίων ήταν παιδιά.

Συνολικά, οι ερευνητές βρήκαν αλλαγές σε 370 διαφορετικά γονίδια. «Είμαστε ιδιαίτερα περήφανοι για την ανακάλυψη 34 νέων μοριακών ασθενειών, που είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα φροντίδας ασθενών που παράγει γνώση στα πανεπιστημιακά νοσοκομεία», λέει η Δρ Theresa Brunet, μία από τις κύριες συγγραφείς από το Ινστιτούτο Ανθρώπινης Γενετικής στο Klinikum rechts. der Isar του Πολυτεχνείου του Μονάχου.

«Θα εξετάσουμε τους προσβεβλημένους ασθενείς για τους οποίους δεν μπορέσαμε ακόμη να βρούμε διάγνωση ως μέρος του μοντέλου έργου Genome Sequencing, ή MVGenomSeq για συντομία», λέει ο Δρ Tobias Haack, Αναπληρωτής Διευθυντής του Ινστιτούτου Ιατρικής Γενετικής και Εφαρμοσμένης Γονιδιωματικής. στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Tubingen. Το MVGenomSeq βασίζεται στην επιτυχία του έργου TRANSLATE NAMSE και επιτρέπει την ανάλυση κλινικών γονιδιωμάτων σε πανεπιστημιακά νοσοκομεία σε όλη τη Γερμανία. Οι άλυτες περιπτώσεις μπορούν επίσης να διερευνηθούν σε μελέτες παρακολούθησης με χρήση νέων μεθόδων εξέτασης, όπως η μακροχρόνια ανάγνωση αλληλουχίας, η οποία επιτρέπει την ανάλυση πολύ μακρύτερων θραυσμάτων DNA. «Η μακροχρόνια αλληλουχία μάς δίνει τη δυνατότητα να βρούμε γενετικές αλλαγές που είναι δύσκολο να ανιχνευθούν και υποθέτουμε ότι θα είμαστε σε θέση να κάνουμε περαιτέρω διαγνώσεις χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο», λέει η Δρ Nadja Ehmke, Επικεφαλής Διαγνωστικής Γονιδιώματος στο Charite’s Institute of Medical Genetics and Human. Γενετική και ένας από τους τελευταίους συγγραφείς.

Ως μέρος του έργου TRANSLATE NAMSE, καθιερώθηκαν επίσης τυποποιημένες διαδικασίες για εκτεταμένη γενετική διάγνωση για ύποπτες σπάνιες ασθένειες στα συμμετέχοντα κέντρα σπάνιων ασθενειών, με βάση διεπιστημονικά συνέδρια περιπτώσεων. Αυτά ενσωματώθηκαν στην τυπική φροντίδα μετά την ολοκλήρωση του έργου. „Οι διεπιστημονικές διασκέψεις περιπτώσεων παίζουν σημαντικό ρόλο για όσους επηρεάζονται. Αυτό επιτρέπει έναν ολοκληρωμένο κλινικό χαρακτηρισμό, ο οποίος είναι σχετικός με την αξιολόγηση βάσει φαινοτύπων των γενετικών δεδομένων. Επιπλέον, οι ανιχνευμένες παραλλαγές μπορούν να συζητηθούν σε διεπιστημονικό πλαίσιο“, λέει. Η Δρ Magdalena Danyel, μια από τις πρώτες συγγραφείς, που εργάζεται ως ειδικός στο Ινστιτούτο Ιατρικής Γενετικής και Ανθρώπινης Γενετικής και συνεργάτης του Προγράμματος Clinician Scientist του Ινστιτούτου Υγείας του Βερολίνου (BIH) στο Charite – Universitatsmedisin.

Οι ερευνητές ερεύνησαν επίσης εάν η συμπληρωματική χρήση εργαλείων μηχανικής μάθησης και τεχνητής νοημοσύνης (AI) βελτιώνει τη διαγνωστική αποτελεσματικότητα και αποδοτικότητα. Για το σκοπό αυτό, το λογισμικό «GestaltMatcher» που αναπτύχθηκε από ερευνητές στη Βόννη, το οποίο χρησιμοποιεί ανάλυση προσώπου με τη βοήθεια υπολογιστή για να υποστηρίξει το άτομο που το χρησιμοποιεί στη διάγνωση σπάνιων ασθενειών, δοκιμάστηκε σε ευρεία κλίμακα για πρώτη φορά. Η μελέτη χρησιμοποίησε δεδομένα αλληλουχίας και εικόνας 224 ατόμων που είχαν επίσης συναινέσει στην ανάλυση των εικόνων του προσώπου τους με τη βοήθεια υπολογιστή και αποδείχθηκε ότι η τεχνολογία που υποστηρίζεται από AI παρέχει κλινικό όφελος.

Το GestaltMatcher AI μπορεί να αναγνωρίσει ανωμαλίες στο πρόσωπο και να τις αντιστοιχίσει σε συγκεκριμένες ασθένειες. Ένα σημαντικό ερώτημα κατά την αξιολόγηση των γενετικών δεδομένων είναι: Ταιριάζει ο φαινότυπος με τον γονότυπο; Το AI μπορεί να παρέχει υποστήριξη εδώ. „Το GestaltMatcher είναι σαν μια γνωμάτευση ειδικού που μπορούμε να παρέχουμε σε οποιονδήποτε ιατρό μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Η έγκαιρη διάγνωση είναι απαραίτητη για όσους πάσχουν από σπάνιες ασθένειες και τις οικογένειές τους.

Η υποστηρικτική χρήση του λογισμικού από παιδιάτρους θα μπορούσε ήδη να είναι χρήσιμη στην περίπτωση ανωμαλιών κατά τη διάρκεια του προληπτικού ελέγχου U7 στους 21 έως 24 μήνες ή του U7a στους 34 έως 36 μήνες», δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας καθηγητής Peter Krawitz, Διευθυντής του Ινστιτούτου Γονιδιωματικών Στατιστικών και Βιοπληροφορική (IGSB) στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βόννης (UKB), όπου αναπτύσσεται το GestaltMatcher AI, ο καθηγητής Krawits είναι επίσης μέλος του Cluster of Excellence ImmunoSensation2 και στις Διεπιστημονικές Ερευνητικές Περιοχές (TRA) „Modeling“ και „Life &“. Health“ στο Πανεπιστήμιο της Βόννης. Το λογισμικό και η εφαρμογή μπορούν να διατεθούν σε όλους τους γιατρούς μέσω του μη κερδοσκοπικού οργανισμού Arbeitsgemeinschaft fur Gen-Diagnostik eV (AGD).