تشخیص بیماری‌های التهابی کودکان با آزمایش RNA

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ محققان دانشگاه کرنل یک ابزار تشخیصی با استفاده از RNA آزاد در خون ساخته‌اند که می‌تواند بین شرایط التهابی کودکان مانند MIS-C و بیماری کاوازاکی تفاوت قائل شود. این ابزار همچنین وضعیت سلامت اندام‌ها را ردیابی می‌کند و با حمایت مؤسسه ملی بهداشت (NIH) توسعه یافته است.

RNA از طریق مرگ سلولی یا ترشح فعال از سلول‌ها آزاد شده و وارد جریان خون می‌شود. تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشگاه کرنل، مدل‌های یادگیری ماشینی ساخته‌اند که از این قطعات RNA آزاد برای تشخیص شرایط التهابی در کودکان که به سختی قابل تفکیک هستند، استفاده می‌کنند.

این ابزار تشخیصی به طور دقیق می‌تواند تعیین کند که آیا بیمار به بیماری کاوازاکی (KD)، سندروم التهابی چندسیستمی در کودکان (MIS-C)، عفونت ویروسی یا عفونت باکتریایی مبتلا است، و در عین حال سلامت اندام‌های بیمار را نیز پایش می‌کند.

بیماری‌های التهابی به‌ویژه برای کودکان خطرناک هستند، زیرا علائم آنها مانند تب و بثورات پوستی عمومی هستند و بیماران اغلب اشتباه تشخیص داده می‌شوند. اگر به درستی درمان نشوند، MIS-C می‌تواند باعث التهاب در قلب، ریه‌ها، مغز و سایر اندام‌ها شود. به طور مشابه، KD – که اصلی‌ترین عامل بیماری قلبی اکتسابی در کودکان است – می‌تواند منجر به آنوریسم قلبی و حملات قلبی شود. آزمایش مبتنی بر RNA آزاد اولین ابزار تشخیصی مولکولی خواهد بود که پزشکان می‌توانند برای شناسایی این شرایط التهابی در مراحل حساس اولیه در کودکان استفاده کنند.

مقاله این تیم در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد. تیم کرنل به سرپرستی ایوین دِ ولامینک، استاد مهندسی زیست‌پزشکی و یکی از نویسندگان ارشد مقاله، هدایت شد. نویسنده اصلی، کانر لوی، در حال حاضر عضو برنامه Ignite برای کارآفرینی است.

یافته‌های این تحقیق از همکاری چهار ساله‌ای نشأت گرفته که از توالی‌یابی نسل جدید برای بررسی موارد شدید COVID-۱۹ و MIS-C در کودکان که در طول همه‌گیری افزایش یافته بود، استفاده کرد. در ابتدا، دِ ولامینک و لوی بر پتانسیل استفاده از DNA آزاد در خون برای بررسی این بیماری‌ها متمرکز بودند، اما به مرور علاقه بیشتری به RNA آزاد پیدا کردند، زیرا اطلاعات بسیار غنی‌تری ارائه می‌کرد. در حالی که RNA آزاد به‌عنوان یک نشانگر زیستی مؤثر برای بارداری و سرطان شناخته شده است، اما به اندازه DNA آزاد مورد مطالعه قرار نگرفته است.

مزایای RNA آزاد

لوی گفت: «وقتی RNA را در پلاسما تحلیل می‌کنید، در واقع RNA سلول‌های در حال مرگ را مشاهده می‌کنید، و همچنین RNA‌هایی که از سلول‌های مختلف بدن آزاد شده‌اند. این موضوع به شما یک مزیت بزرگ می‌دهد. در شرایط التهابی، سلول‌های زیادی می‌میرند. در برخی موارد، سلول‌ها منفجر می‌شوند و RNA آنها وارد پلاسما می‌شود. با جدا کردن آن RNA و انجام توالی‌یابی، می‌توانیم نشانگر‌های زیستی بیماری را کشف کرده و منبع RNA را ردیابی کنیم تا میزان مرگ سلولی را اندازه‌گیری کنیم.»

محققان ۳۷۰ نمونه پلاسما از بیماران کودک با طیفی از شرایط التهابی مورد بررسی قرار دادند. تیم تحقیقاتی RNA را به DNA تبدیل کرده و سپس توالی‌یابی DNA را انجام دادند که نواحی کدکننده پروتئین در ژنوم را تجزیه و تحلیل می‌کرد. لوی یک سال را صرف آزمایش با الگوریتم‌های یادگیری ماشینی کرد تا امضا‌های بیماری را در نمونه‌ها پیدا کند، در واقع، یک مسیر از ابزار‌های مختلف برای تجزیه و تحلیل RNA آزاد ایجاد کرد.

فراتر از توسعه یک مدل دقیق برای تشخیص، محققان همچنین نشان دادند که توالی‌یابی RNA آزاد می‌تواند برای اندازه‌گیری آسیب به اندام‌ها و بافت‌های خاص، از جمله کبد، قلب، اندوتلیوم، سیستم عصبی و دستگاه تنفسی فوقانی استفاده شود.

دِ ولامینک گفت: «من فکر می‌کنم بخش زیادی از نوآوری فنی و مهندسی در تحلیل داده‌هاست. ما قادر به اندازه‌گیری این هستیم که چه مقدار از RNA از اندام‌های مختلف می‌آید. چه مقدار از کبد یا سلول‌های اپیتلیال در سیستم عروقی است. با اندازه‌گیری این منابع، می‌توانیم به فرآیند‌های آسیب مرتبط با سیستم ایمنی که در بافت‌های دارای عروق اتفاق می‌افتد، پی ببریم.

انتهای پیام/