Forscher identifizieren 35 Gene, die bei Patienten mit Langzeit-Borreliose stark exprimiert werden

Forscher der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York haben 35 Gene identifiziert, die bei Menschen mit langjähriger Lyme-Borreliose besonders stark exprimiert sind. Diese Gene könnten möglicherweise als Biomarker verwendet werden, um Patienten mit der Erkrankung zu diagnostizieren, die ansonsten schwer zu diagnostizieren und zu behandeln ist.

Die Ergebnisse, veröffentlicht am 15. November in der Zeitschrift Cell Reports Medicine [DOI: 10.1016/j.xcrm.2022.100816], kann auch zu neuen therapeutischen Angriffspunkten führen. Die Studie ist die erste, die Transkriptomik als Bluttest verwendet, um RNA-Spiegel bei Patienten mit langfristiger Lyme-Borreliose zu messen.

Lyme-Borreliose ist eine durch Zecken übertragene Krankheit, die nicht gut verstanden wird. Etwa 30.000 diagnostizierte Fälle werden der CDC jedes Jahr gemeldet, aber die geschätzte tatsächliche Zahl liegt näher bei 476.000 Fällen, die in den Vereinigten Staaten jährliche Gesundheitskosten von etwa 1 Milliarde US-Dollar verursachen. Während die meisten Patienten in den frühesten Stadien der Lyme-Borreliose diagnostiziert und mit Antibiotika behandelt werden, entwickeln etwa 20 Prozent der Patienten langfristige Komplikationen. Dazu können Arthritis, neurologische Symptome und/oder Herzprobleme gehören.

Wir wollten verstehen, ob es eine spezifische Immunantwort gibt, die im Blut von Patienten mit Langzeit-Borreliose nachgewiesen werden kann, um eine bessere Diagnostik für diese schwächende Krankheit zu entwickeln. Es besteht immer noch ein kritischer ungedeckter Bedarf, da diese Krankheit so oft nicht oder falsch diagnostiziert wird. Über die molekularen Mechanismen der Langzeit-Borreliose ist noch nicht genug bekannt.“

Avi Ma’ayan, PhD, Professor für Pharmakologische Wissenschaften und Direktor des Mount Sinai Center for Bioinformatics am Icahn Mount Sinai und leitender Autor des Artikels

Als Teil der Studie wurde eine RNA-Sequenzierung unter Verwendung von Blutproben von 152 Patienten mit Symptomen der Lyme-Borreliose nach der Behandlung durchgeführt, um ihre Immunantwort zu messen. In Kombination mit RNA-Sequenzierungsdaten von 72 Patienten mit akuter Lyme-Borreliose und 44 nicht infizierten Kontrollen beobachteten die Forscher Unterschiede in der Genexpression und stellten fest, dass die meisten der Patienten mit Lyme-Borreliose nach der Behandlung im Vergleich zur Gruppe mit akuter Lyme-Borreliose eine charakteristische Entzündungssignatur aufwiesen.

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Darüber hinaus identifizierten die Forscher durch die Analyse der unterschiedlich exprimierten Gene in dieser Studie zusammen mit Genen, die aufgrund anderer Infektionen aus anderen veröffentlichten Studien unterschiedlich exprimiert wurden, eine Untergruppe von Genen, die stark exprimiert wurden und die zuvor nicht für diese Lyme-Borreliose festgestellt wurden. damit verbundene Entzündungsreaktion.

Mithilfe einer Art künstlicher Intelligenz namens maschinelles Lernen reduzierten die Forscher die Gruppe von Genen weiter, um ein mRNA-Biomarker-Set zu erstellen, mit dem gesunde Patienten von solchen mit akuter oder nach der Behandlung auftretender Lyme-Borreliose unterschieden werden können. Ein Gen-Panel, das die Expression der von den Forschern identifizierten Gene misst, könnte als Diagnostikum zum Testen auf Lyme entwickelt werden.

„Wir sollten den Wert der Verwendung von Omics-Technologien, einschließlich Transkriptomics, zur Messung von RNA-Spiegeln nicht unterschätzen, um das Vorhandensein vieler komplexer Krankheiten wie der Lyme-Borreliose nachzuweisen zuverlässige Diagnose und als Ergebnis ein möglicherweise besseres Management dieser Krankheit“, sagte Dr. Ma’ayan.

Als nächstes planen die Forscher, die Studie unter Verwendung von Daten aus Einzelzell-Transkriptomik und Vollblut zu wiederholen, den Ansatz des maschinellen Lernens auf andere komplexe Krankheiten anzuwenden, die schwer zu diagnostizieren sind, und das diagnostische Genpanel zu entwickeln und es an Proben von Patienten zu testen.

Quelle:

Gesundheitssystem des Bergs Sinai

Referenz:

Willis, MD, et al. (2022)Genset-Prädiktor für Lyme-Borreliose nach der Behandlung. Zelle berichtet Medizin. doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100816.

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