Persönliche Gesundheit

Cell-free DNA erkennt Krankheitserreger und quantifiziert Schaden

Ein häufiges problem bei der Diagnose von Infektionskrankheiten ist, dass die Anwesenheit eines potentiellen pathogens in den Körper jedoch nicht zwangsläufig bedeuten, dass der patient krank ist. Dies kann besonders herausfordernd für die Behandlung von organ-Transplantat-Empfänger, die oft auseinandersetzen, die mit Infektionen sowie Komplikationen im Zusammenhang mit Immunsuppression.

Eine neue Cornell-Studie „Cell-Free Metagenomische DNA-Sequenzierungs-Assay, Integriert die Host-Verletzungen Reaktion auf eine Infektion“, veröffentlicht im Aug. 26 in Proceedings of the National Academy of Sciences, stellt ein Verfahren zum identifizieren von Viren und Bakterien im menschlichen Körper und zu quantifizieren, Verletzungen von Organen durch die Verwendung von Toten Fragmente der DNA, die sogenannten cell-free DNA, die Daten in die Blutbahn und Urin.

Der resultierende test ist einfach, schnell, geringe Kosten und verallgemeinerbare genug, um Tausende von Bakterien und Viren.

„Das kam durch die Zusammenarbeit mit Klinikern, wer erklärt uns dieses gemeinsame problem in der Infektions-Krankheit-Diagnose“, sagte co-senior-Autor Iwijn De Vlaminck, Robert N. Noyce Assistant Professor in der Life-Science-und-Technologie in der Meinig School of Biomedical Engineering. „Also entwickelten wir ein assay, der würde gleichzeitig informieren wir uns über die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Vielzahl von Krankheitserregern, aber zur gleichen Zeit würde uns auch sagen, über die Verletzungen von verschiedenen host-Gewebe. Die kombinierte Informationen ermöglichen es uns, mehr definitiv sagen, ob eine person den Umgang mit der Krankheit oder nicht.“

De Vlaminck und sein team gemeinsam mit Forschern an der Weill Cornell-Medizin und konzentriert sich auf Harnwegsinfektionen bei Nieren-Transplantation Patienten.

Lead-Autor und Ph. D.-student Alex Cheng mit Hilfe von Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung zur Identifizierung von Mikroorganismen in klinischen Proben und unterscheiden diese von der host-DNA mittels bisulfite Sequenzierung, einem Verfahren, bei dem die Zell-freie DNA behandelt mit Salz zu offenbaren Methylierung markiert. Diese Marken helfen den Forschern verfolgen die Zell-freie DNA das Gewebe von Ursprung und Messen Sie den Grad der Schädigung zu unterschiedlichen host-Gewebe.

„Im Feld, die ärzte, die versuchen, zu diagnostizieren, Infektionskrankheiten und Menschen, die Mikrobiologie-Labors sind immer mehr und mehr aufgeregt über die Verwendung der genomischen Medizin Ansätze für die Diagnose,“ De Vlaminck sagte. „Aber es war immer noch eine große Lücke, zu beurteilen, ob dieser Organismus ist tatsächlich die Krankheit verursachen.

„Das ist wirklich eine kritische Frage“, sagte er. „Weil einige Organismen sind nur commensals, Sie Leben Seite an Seite mit dem Gastgeber. Unsere Eingeweide sind voller Mikroben, aber diese Mikroben können nicht der Grund sein, warum Sie von der Krankheit leiden. In gewisser Weise sind Sie infiziert. Sie sind kolonisiert, aber das ist nur ein Teil der normalen Biologie.“

Der test ist also verallgemeinerbare, dass praktisch jedes Lebewesen hat ein DNA-Genom identifiziert werden können.

„Infektionskrankheiten sind eine führende Ursache der Krankheitslast weltweit,“ Cheng sagte. „Sie betreffen fast jeden einzelnen der demografische Wandel, und Sie sind nicht sehr leicht zu verstehen. So ein test kann möglicherweise helfen, diese große Menge und Vielzahl von Menschen ist spannend.“

„Transplant Empfänger, weil die lebenslange medikamentöse Therapie notwendig, um den Schutz Ihrer transplantierten Organe, sind immer mit einem Risiko für Infektionen im Zusammenhang mit Komplikationen“, sagte co-Autor Dr. Manikkam Suthanthiran, Chefarzt der Nephrologie, Hypertonie und Transplantationsmedizin und Stanton Griffis Ditinguished Professor für Medizin an Weill Cornell-Medizin-und NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. „Ein präziser test, der informiert nicht nur das Vorhandensein von Erregern, sondern auch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Gewebe-Verletzungen ist ein wichtiger Schritt in Richtung Personalisierung von Therapie und die Herstellung der Organtransplantation sicherer.“

Für co-senior-Autor Dr. Darshana Dadhania, associate professor für Medizin an Weill Cornell Medizin und Nephrologe an NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, der test ist besonders hilfreich bei der Diagnose von Schäden aufgrund von BK-polyomavirus (BKV) – Infektion. Während 25% bis 30% der Nieren-Transplantation Empfänger haben das virus in Ihrem Blut oder Urin, nur 5% der Erfahrung Nephropathie, oder Niere-Krankheit, der virus, Dadhania, sagte.