В Соединенных Штатах около 3 миллионов взрослых имеют диагноз ВЗК, который включает болезнь Крона и язвенный колит и связан с иммунными и воспалительными механизмами. Предыдущие общегеномные исследования ассоциации для выявления генетического источника этого состояния выявили более 200 генов, но они объясняют лишь небольшую часть случаев ВЗК.Для этого исследования ученые использовали широкий спектр данных, включая вариации ДНК, экспрессию генов, регуляторные элементы и клиническую информацию, собранных у трех разных групп пациентов с различными стадиями ВЗК.
Это глубокое вычислительное погружение позволило команде смоделировать точные биологические сети, участвующие в иммунном компоненте, что привело к созданию первой в истории модели прогнозирования болезни.«Эти результаты демонстрируют, сколько мы можем получить, организовав огромные объемы молекулярных и клинических данных с использованием передовых подходов к машинному обучению, которые, в свою очередь, могут быть запрошены для получения новых сведений о болезнях», — сказал Эрик Шадт, генеральный директор Sema4, декан по точной медицине в Icahn. Школа медицины на горе Синай и старший автор статьи. «Наша прогностическая модель служит хранилищем знаний и понимания, которое помогает узнать больше о развитии и прогрессировании ВЗК, включая определение основных регуляторов заболевания, которые могут быть исследованы в качестве мишеней для лечения».Работая непосредственно с образцами тканей пациентов, исследовательская группа смогла наблюдать влияние генов и регуляторных элементов друг на друга и представить всю сеть иммунной активности.
Затем ученые экспериментально подтвердили 12 основных генов, которые, по прогнозам, изменят эту сеть, что позволило по-новому взглянуть на элементы, регулирующие ВЗК.«Создавая многомасштабные прогностические модели иммунного компонента ВЗК на разных стадиях заболевания, эта работа помогает нам приблизиться к более полному пониманию сложной молекулярной сети этого заболевания», — сказал Скотт Снаппер, доктор медицинских наук, профессор медицины в Гарвардская медицинская школа и председатель Национального научного консультативного совета Фонда Крона и колита, который не участвовал в этом исследовании, но является экспертом в исследовании и лечении ВЗК. «Я с нетерпением жду доступа к этой новой базе знаний как высоко информативной для коллективных усилий исследовательского сообщества IBD по определению новых целей и, в конечном итоге, новых методов лечения IBD».