“Attraverso un rapido sequenziamento genetico, scienziati possono identificare diversi ceppi di Borrelia burgdorferi nonché nuove infezioni microbiche zecche, come Borrelia miyamotoi, borrelia mayonii, e il virus Heartland.” — Brian Fallon
Più probabilmente, voi o qualcuno che conosci è stata colpita da malattia di Lyme, la malattia più comune da zecche negli Stati Uniti con più di 300,000 casi diagnosticati ogni anno. In un libro tempestivo nuova, Conquistare Malattia di Lyme (Columbia University Press), Columbia University Medical Center medici Brian A. Fallon e Jennifer Sotsky rivelano che, nonostante le difficoltà di trovare una cura per questa complessa, malattia debilitante, medicina precisione e biotecnologie stanno accelerando la scoperta di nuovi strumenti con cui i medici saranno in grado di diagnosticare e curare i pazienti.
Potrebbe rivoluzionarie tecnologie che aumentano rapidamente la nostra comprensione e aprono nuovi percorsi significano una cura per la malattia di Lyme un giorno non lontano? Il Global Ricerca per l'Educazione è lieta di dare il benvenuto Dr. Brian Fallon per scoprire come tecnologia sta affrontando le zecche.
“La tecnologia moderna utilizzando Next-Generation Sequencing (NGS) permette di scoprire con grande rapidità tutti i microbi che possono essere presenti in un campione di fluido.” — Brian Fallon
Brian, come ha migliorato la tecnologia del processo di ricerca per le malattie trasmesse da zecche?
Prendere in considerazione la differenza di prezzo di sequenziamento del genoma tra 20 anni fa e oggi. In 2003, aveva preso il Progetto Genoma Umano su 4 anni ei costi stimati tra $500 milioni di euro per 1 miliardo…di 2006 il costo per il sequenziamento di un singolo genoma umano era sceso a 14 milione……oggi un intero genoma umano può essere sequenziato in pochi giorni per meno di $1,000. Questo è un enorme passo avanti.
Perché il sequenziamento del genoma così importante? Guardiamo le malattie trasmesse da zecche umani. Quando due persone diverse sono infettate con Borrelia burgdorferi (il microbo che causa la malattia di Lyme), uno sarà risolvere la malattia rapidamente dopo un ciclo di antibiotici, mentre l'altro può sviluppare una malattia cronica recidivante-remittente. Perché? Perché una persona potrebbe ottenere un ceppo più persistente, mentre l'altro ha ricevuto un ceppo meno invasiva che i soggiorni localizzati per la pelle. Inoltre, le differenze genetiche nel umana determina come il sistema immunitario risponde al microbo invasori. Comprendere la genetica della infezione e del ospite umano permette agli scienziati di svelare i misteri di malattie trasmesse da zecche.
Attraverso un rapido sequenziamento genetico, scienziati possono identificare diversi ceppi di Borrelia burgdorferi nonché nuove infezioni microbiche zecche, come Borrelia miyamotoi, borrelia mayonii, e il virus Heartland. Quando il genoma di un microbo è sequenziato, fornisce un punto di partenza per lo studio della patogenesi, lo sviluppo di vaccini, e il trattamento. La scoperta di questi nuovi microbi all'interno zecche è stato di grande aiuto. Un paziente che ha avuto sintomi tipici della malattia di Lyme, dopo una puntura di zecca, ma è risultato negativo ai test del sangue per Lyme malattia potrebbe clinici di puzzle. Possono criticare l'insensibilità dei test di malattia di Lyme. Tuttavia, quando questo stesso paziente viene testato per l'infezione da zecche recentemente scoperto, Borrelia miyamotoi, la diagnosi è quindi chiaro. Sì, il paziente ha avuto una malattia di Lyme simile, ma non era la malattia di Lyme: era la malattia Borrelia MIyamotoi.
La tecnologia moderna utilizzando Next-Generation Sequencing (NGS) permette di scoprire con grande rapidità tutti i microbi che possono essere presenti in un campione di fluido. Questo “discovery basato” approccio utilizzando “imparziale generazione sequenziamento successivo” attivato un 14 year old boy essere salvata da un'infezione fatale nel giro 48 orario (Wilson ed altri, NEJM, 2014). Questo ragazzo aveva sopportato 3 ricoveri oltre 4 mesi, avuto più 100 test diagnostici, speso 44 giorni in una terapia intensiva per l'encefalite di eziologia sconosciuta, avuto una biopsia cerebrale, e doveva essere messo in coma farmacologico per evitare danni dalle sue crisi epilettiche in corso. Alla fine Dr. Charles Chiu a U.C.S.F. analisi impiegato NGS superiore 8 milione di sequenze con una pipeline di bioinformatica (surpere) per il rilevamento di tutti i patogeni conosciuti. La causa della meningoencefalite del ragazzo è stato rivelato come Leptospira santarosai. Aveva probabilmente acquistata a Puerto Rico, in quanto non è presente nel territorio continentale degli Stati Uniti. Ricevette gli antibiotici appropriati e si scarica 2 settimane più tardi in riabilitazione. Questo stesso approccio è particolarmente utile per le infezioni non comuni in quanto non potrebbero essere sospettati; per esempio, rari virus zecche, come Powassan virus o Heartland virus possono essere rilevati rapidamente utilizzando questo approccio di scoperta.
Come ha grandi dati influenzato il modo in cui gruppi di difesa sostenere la ricerca?
Una fonte di Big Data paziente generato è LymeDisease.org. Questa organizzazione con sede in California ha sviluppato un sondaggio chiamato “Il mio Lyme Data”che i pazienti potrebbero compilare sul web sui loro test e trattamenti di storia e di laboratorio clinico. In un breve periodo di tempo, avevano i dati su 10,000 i pazienti che essi seguono nel tempo. Con queste informazioni, essi forniscono una visione clinica più completa della maggior parte dei pazienti che sono diagnosticati con sintomi persistenti nonostante il trattamento per la malattia di Lyme (Malattia di Lyme cronica aka).
“Nelle aree geografiche in cui i professionisti medici sono scarse, tecnologie di intelligenza artificiale svolgeranno un ruolo crescente nel migliorare la cura del paziente, consentendo diagnosi differenziali per essere generati e le opzioni di trattamento ha suggerito attraverso sistemi di intelligenza artificiale basati accessibili attraverso internet.” — Brian Fallon
Posti di lavoro in tutte le professioni vengono automatizzati. Credi tecnologie di intelligenza artificiale potranno assistere solo i medici o saranno sostituire i medici in alcuni compiti? Che cosa significa questo per i medici, infermieri, e il futuro della medicina?
Mentre le tecnologie di intelligenza artificiale andrà un lungo cammino per aiutare i fornitori di assistenza sanitaria per fornire una migliore assistenza, la sua applicazione alle cure mediche è ancora solo agli inizi. Si può anticipare, tuttavia, che nelle aree geografiche in cui i professionisti medici sono scarse, tecnologie di intelligenza artificiale svolgeranno un ruolo crescente nel migliorare la cura del paziente, consentendo diagnosi differenziali per essere generati e le opzioni di trattamento ha suggerito attraverso sistemi di intelligenza artificiale basati accessibili attraverso internet.
L'opinione pubblica ha più accesso alle informazioni rispetto al passato circa la malattia di Lyme da siti web, organizzazioni mediche, articoli e social media. Ognuno può essere il proprio “esperto” o addirittura la propria “medico.” Puoi parlare circa i pro ei contro di dati sanitari on-line in epoca di notizie false?
Si tratta ovviamente di una vasta area di preoccupazione. Gli individui utilizzati per rivolgersi al loro medico o ai medici libri di informazioni, come il Merck Manual. Adesso, si rivolgono al web. In un recente sondaggio di pazienti che hanno utilizzato il web per ottenere informazioni sulla salute (Doherty-Torstrick 2016), abbiamo appreso che oltre la metà della 730 pazienti hanno riferito hanno sperimentato una maggiore difficoltà a seguito della verifica del web. Abbiamo anche imparato da questa indagine che gli individui che non hanno avuto un'educazione alla salute sono stati più propensi a passare più tempo sul web e sono stati quindi inclini a sviluppare più ansia rispetto a quelli che sono stati educati meglio dal punto di vista della salute. Mentre alcune delle informazioni che trovano possono essere precisi, altre informazioni possono essere buone intenzioni, ma male informati, ingannevole, e addirittura dannoso.
“I ricercatori possono rapidamente schermo migliaia di farmaci per determinare quali gli agenti hanno la capacità di uccidere più forte spirochete Borrelia. Ciò è possibile a causa dello sviluppo di un elevato throughput saggi, che hanno dimostrato più efficace rispetto agli agenti standard in sradicare sia la fase stazionaria Borrelia e suoi più droga-tolerant persister forme.” — Brian Fallon
Sguardo al futuro. Quali sono le tecnologie che si sta più entusiasti in termini di aiutare a trovare cure per la malattia di Lyme e migliorare la qualità della vita dei pazienti?
I ricercatori possono rapidamente schermo migliaia di farmaci per determinare quali gli agenti hanno la capacità di uccidere più forte spirochete Borrelia (Feng 2014). Ciò è possibile a causa dello sviluppo di un elevato throughput saggi, che hanno identificato nuovi antibiotici che si sono dimostrati più efficaci dei normali agenti (doxiciclina, amoxicillina) nell'eradicazione sia nella fase stazionaria Borrelia e suoi più droga tolleranti persister forme. Mentre non si può presumere che ciò che è vero in ambiente di laboratorio si tradurrà per l'efficacia negli esseri umani, i progressi delle biotecnologie hanno permesso l'individuazione di nuovi agenti terapeutici, offrendo molta speranza per una più ampia gamma di opzioni di trattamento per i pazienti in futuro.
Un altro importante progresso è “big data” condotto da biomedica ingegneri informatici formati in biostatistica e informatica. query dei motori di ricerca su Internet sono monitorati per prevedere le epidemie di malattie infettive. effetti collaterali imprevisti dei farmaci e le loro interazioni possono essere rilevati attraverso milioni di analisi di cartelle cliniche digitali da pazienti che hanno assunto un particolare farmaco. Si può verificare se i pazienti trattati con un antibiotico hanno migliore quando trattati per periodi più o meno lunghi, o se i pazienti con una malattia autoimmune preesistente sono più probabilità di sviluppare complicazioni da una nuova insorgenza Tick-borne infezione rispetto a quelli senza una storia di problemi autoimmuni.
I nostri Malattie di Lyme e zecche Research Center, situato al Columbia University Medical Center Irving (CUIMC) a New York City, è proprio accanto a una risorsa dati internazionali. CUIMC è il centro di coordinamento di un'iniziativa di informazione sanitaria pubblica che include le registrazioni mediche di circa 400 milioni di persone provenienti da ottanta organizzazioni sanitarie di tutto il mondo. Ciò rappresenta un'opportunità unica per porre domande, generare ipotesi e ottenere risposte su malattie trasmesse dalle zecche. Quando il rilevamento è ottimizzato, l'assistenza medica è migliorata.
Brian Fallon, MD, MPH è il direttore delle Malattie di Lyme e zecche Research Center presso la Columbia University Medical Center Irving e l'autore con Jennifer Sotsky di Conquistare Malattia di Lyme: Scienza Ponti The Great Divide, pubblicato nel 2018 dalla Columbia University Press.
C. M. Rubin e Brian Fallon
Unitevi a me e leader di pensiero di fama mondiale tra cui Sir Michael Barber (Regno Unito), Dr. Michael Block (Stati Uniti), Dr. Leon Botstein (Stati Uniti), Il professor Argilla Christensen (Stati Uniti), Dr. Linda di Darling-Hammond (Stati Uniti), Dr. MadhavChavan (India), Charles Fadel (Stati Uniti), Il professor Michael Fullan (Canada), Il professor Howard Gardner (Stati Uniti), Il professor Andy Hargreaves (Stati Uniti), Il professor Yvonne Hellman (Paesi Bassi), Il professor Kristin Helstad (Norvegia), Jean Hendrickson (Stati Uniti), Il professor Rose Hipkins (Nuova Zelanda), Il professor Cornelia Hoogland (Canada), Onorevole Jeff Johnson (Canada), Sig.ra. Chantal Kaufmann (Belgio), Dr. EijaKauppinen (Finlandia), Sottosegretario di Stato TapioKosunen (Finlandia), Il professor Dominique Lafontaine (Belgio), Il professor Hugh Lauder (Regno Unito), Signore Ken Macdonald (Regno Unito), Il professor Geoff Masters (Australia), Il professor Barry McGaw (Australia), Shiv Nadar (India), Il professor R. Natarajan (India), Dr. PAK NG (Singapore), Dr. Denise Papa (Stati Uniti), Sridhar Rajagopalan (India), Dr. Diane Ravitch (Stati Uniti), Richard Wilson Riley (Stati Uniti), Sir Ken Robinson (Regno Unito), Professor Pasi Sahlberg (Finlandia), Il professor Manabu Sato (Giappone), Andreas Schleicher (PISA, OCSE), Dr. Anthony Seldon (Regno Unito), Dr. David Shaffer (Stati Uniti), Dr. Kirsten Immersive Are (Norvegia), Cancelliere Stephen Spahn (Stati Uniti), Yves Theze (LyceeFrancais Stati Uniti), Il professor Charles Ungerleider (Canada), Il professor Tony Wagner (Stati Uniti), Sir David Watson (Regno Unito), Professor Dylan Wiliam (Regno Unito), Dr. Mark Wormald (Regno Unito), Il professor Theo Wubbels (Paesi Bassi), Il professor Michael Young (Regno Unito), e il professor Zhang Minxuan (Porcellana) mentre esplorano le grandi questioni educative immagine che tutte le nazioni devono affrontare oggi.
Il Global Ricerca per l'Educazione della Comunità Pagina
C. M. Rubin è l'autore di due ampiamente lettura serie on-line per il quale ha ricevuto una 2011 Premio Upton Sinclair, "Il Global Search per l'Educazione" e "Come leggeremo?"Lei è anche l'autore di tre libri bestseller, CompresoThe Real Alice in Wonderland, è l'editore di CMRubinWorld ed è un disgregatore Foundation Fellow.
Segui C. M. Rubin su Twitter: www.twitter.com/@cmrubinworld
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