Orális orvostudomány és diagnosztika

szájüregi

Dr. Guy Adami és Dr. Joel Schwartz, a Chicagói Fogorvosi Főiskola Illinois-i Egyetemével kiaknázzák a nagy adatok erejét, hogy megváltoztassák a szájüregi rák megelőzésének táját. Ennek érdekében kombinálják a gépi tanulás legújabb fejleményeit a világ egyik legrégebbi funkcionális élelmiszertermékével: a zöld teával.

Dr. Adami és Dr. Schwartz, a szóbeli orvostudományi és diagnosztikai tudományok tanszékének professzora szóbeli és informatikai szakemberekből álló csoport célja, hogy betekintést nyerjen abba, hogy a különböző emberek hogyan reagálnak a zöld teában található polifenolokra a genomikai elemzés révén. az RNS-eknek nevezett molekulák. Ezek a polifenolok, amelyek sok más elterjedt ételben és italban is megtalálhatók, állatkísérletekben kimutatták, hogy csökkentik a rák kialakulásának és progressziójának kockázatát.

"Ha tudnánk, melyik ember reagál a legnagyobb mértékben a zöld tea fogyasztására, és alkalmazhatnánk a rák megelőzésére, akkor hatékonyabb kezeléseket vagy akár személyre szabott gyógyszereket is kifejleszthetnénk" - mondta Dr. Adami.

A szájból vett mintákat használva a csapat tudta, hogy valamivel foglalkoznak a teaivók szájában található baktériumfajták észrevehető változásai miatt. Ezekből a fogkeféhez hasonló eszközzel vett mintákból elemezték a nyelv és az íny sejtjeinek RNS-változásait. "A szokásos elemzési módszerekkel nem voltunk biztosak abban, hogy a tea bármit is tesz a sejtekkel, mert az adatok változékonysága miatt nem meggyőzőek" - mondta Dr. Adami.

Ennek megoldására Dr. Adami számítógépes genomikai szakértőt, Saurabh Sinha-t, az Illinois-i Egyetem Urbana-Champaign Egyetemének a Genomikai Tudásmotor (KnowEnG) Központjának társigazgatóját és a Számítástudományi Tanszék docensét hívta magához.

"Amit a KnowEnG központunk és platformunk tesz, az az, hogy a nagyteljesítményű adatokat tudássá alakítja át az adattudomány és a gépi tanulás kombinációjával a genomikai vizsgálatok elemzésének javítása érdekében" - magyarázza Dr. Sinha.

Az új felhőalapú platform segítségével a csapat sokkal mélyebb elemzést tudott végezni arról, hogy a polifenolok hogyan lépnek kölcsönhatásba az emberi sejtekkel. A gépi tanulás erejét kihasználva tovább erősítették ezeket a felismeréseket azáltal, hogy kis mintadataikat integrálták egy sokkal nagyobb tudásbázissal a génviszonyokról és más bioinformatikákról, amelyeket évtizedek alatt fejlesztettek ki egy hatalmas genomikai kutatóközösségből.

„Miután az adatokat a KnowEng platformon futtatta, olyan volt, mint egy villanykörte. Világosan láthattuk a zöld tea hatásait a szájt bélelő sejtekre ”- mondta Dr. Adami.

Miért éppen a zöld tea?

A polifenolok olyan vegyi anyagok kategóriája, amelyek természetes módon előfordulnak az általunk fogyasztott zöldségekben és gyümölcsökben. Számos egészségügyi előnyt kínálnak, beleértve antioxidáns szerepüket, amely képes leküzdeni a sejtek károsodását, valamint hatásukat a gyulladás csökkentésére és a rák elleni küzdelemre. A zöld tea gazdag polifenolokban, és számos más egészségügyi előnyt kínál. A rák elleni küzdelemmel való összefüggését azonban még nem kell jól megérteni.

Dr. Adami és Schwartz csapata elemezte a zöld tea polifenolok hatását a száj sejtjeire és az általuk kifejlesztett génekre, hogy jobban megértsék, hogyan akadályozhatják meg a szájüregi rákot. A vizsgálatban 11 alany vett részt, és 360 mikroRNS-t elemeztek. Pontosabban azt akarták tudni, hogy vannak-e mikroRNS különbségek az egyik csoport között, amely négy hétig ivott zöld teát, és egy másik csoport között, amely nem.

A mikroRNS-eket gyakran elemzik a modern rákkutatásban, mint lehetséges diagnosztikai biomarkerek és terápiás célpontok. Számos olyan folyamatot befolyásolnak, amelyek relevánsak a rák szempontjából, például a sejtek szaporodása, az anyagcsere, a differenciálódás és a migráció.

A hagyományos elemzési módszerekkel nem volt világos, hogy a zöld tea tesz-e valamit a sejtekkel az adatok változékonysága miatt. A genomikai elemzés mélyebb szintjén keresztül a csapat világosan láthatta, hogyan változnak az RNS-ek szinkronban a zöld tea elfogyasztása után, és hogy egyes emberek sejtjei mennyire érzékenyebbek a zöld tea polifenolokra, mint mások.

"A legnagyobb" a-ha "pillanat az volt, amikor csak 4 hét után láttuk a baktériumok változását a teaivókban" - mondta Dr. Adami. "A mély genomikai elemzés lehetővé tette az RNS változásainak észlelését, biztosítva ugyanakkor azt is, hogy nem csak véletlenül történteket látunk."

A gépi tanulás alkalmazása a száj egészségének javítása érdekében

A felhőalapú KnowEnG egy olyan analitikai platform, amely kihasználja az egyéb adatbányászati ​​törekvésekben, köztük a Google keresési funkcióiban sikeresen használt algoritmusokat, de korábban nem alkalmazták őket a genomi adatok értelmezésére. Azáltal, hogy új eredményeiket a Tudáshálózat kontextusába helyezik, az orvosbiológiai kutatók nagy teljesítményű elemzést készíthetnek az új genomi és transzkriptikus adatkészletekről.

„Ezek a tanulmányok remekül illeszkedtek a számítási genomikai képességeinkhez, mivel mélyreható elemzési módszereink segíthetnek megválaszolni azokat a kérdéseket, amelyek egy ideje elkerülték a kutatókat, és ezek a válaszok egy nap javulást eredményezhetnek a rákos megbetegedések, különösen a fej és a nyak rákos megbetegedései terén, diagnosztizálják és kezelik ”- mondta Dr. Sinha, aki a KnowEnG platformot vezeti.

A KnowEnG Tudáshálózata számos, kiváló minőségű nyilvános genomi információs forrásból származó előzetes adatok hatalmas mennyiségét egyesíti, és az információkat új kutatási adatokkal integrálja. Ez segít a kutatóknak jobban megérteni és azonosítani a gének és a sejtek közötti kapcsolatot, azt, hogy az RNS-ek és miRNS-ek hogyan szabályozzák a sejtek aktivitását és a betegség progresszióját egy genomikai vizsgálat keretében.

A szájrák jövőjének megváltoztatása

A csapat további kutatásokat tervez az RNS-változások jelentőségének jobb megértése érdekében. "Míg a számítási biológiai módszerek arra késztettek minket, hogy azonosítsuk az emberi orális sejt RNS változását a zöld tea fogyasztásával, még nem tudjuk, mit jelentenek ezek a változások" - mondja Adami.

Minden bizonnyal szükség van egy ilyen kutatásra, amely azt ígéri, hogy egy nap milliókat spórolhat meg a rák diagnózisától.

Az Egyesült Államokban több mint 43 ezer embert diagnosztizálnak ebben az évben, és több mint 9 ezer ember hal meg fej- és nyakrákban (száj- és torokrákokban). A betegség világszerte a hatodik leggyakoribb ráktípus, és továbbra is a halálozás és a fogyatékosság egyik fő oka.

Kérdezze meg a szakértőt: Mi az orális rák?

Kérdése van a szájüregi rákkal kapcsolatban? Szerezd meg a tényeket két szájüregi rákos szakértőnktől, beleértve a korai felismerés fontosságát, összefüggést általános egészségi állapotunkkal és azt, hogy miként haladunk a szájüregi rák diagnosztizálásának és kezelésének javítását célzó kutatás terén.

Az UIC kutatói továbbra is olyan felfedezéseken dolgoznak, amelyek egy nap közelebb vezethetnek minket a gyógymódokhoz és a hatékony megelőző intézkedésekhez. A személyre szabott kemoterápiás kezeléstől a jobb szűrésig és a megelőző étrendig jelentős ígéretek vannak a soha nem látott orvosi pontosság feloldására.

"Központunkban (KnowEnG) hasonló genomikai elemzéseket alkalmazunk a megfelelő gyógyszeres kezelés meghatározására az egyes ráktípusok esetében, ahol nincs egyértelmű válasz arra, hogy melyik gyógyszer vagy adagolás a legjobb" - mondja Dr. Sinha.

Egy napon egy rutinos fizikai ellenőrzés során egy gyors szájvattával olyan genetikai adatmintát lehet előállítani, amely gyorsan diagnózishoz és megelőző kezeléshez vezethet. A személyre szabott kemoterápiás kezeléstől a jobb szűrővizsgálatokig és a megelőző étrendekig a nagy adatok jelentős ígéreteket rejtenek a soha nem látott orvosi pontosság feloldásában.

"Minden ember más és más, és reméljük, hogy egy napon ezeket a különbségeket felhasználjuk a rákos és más szájüregi betegségekben szenvedők megsegítésére" - mondta Dr. Adami.

Ez jó hír azoknak a több mint egymillió embernek, akiknél rákot diagnosztizáltak az idén az Egyesült Államokban.

A chicagói Illinois Egyetem Orális Klinikája a diagnózis és a műtét nélküli kezelés széles skáláját nyújtja a szájnyálkahártya-betegségek kezelésére, beleértve az orvosi terápia szóbeli szövődményeit, beleértve a rákkezelést (azaz kemoterápiát és sugárterápiát); szisztémás betegségekkel járó orális változások; nyálmirigy diszfunkció és szájszárazság; Gyulladásos állapotok, beleértve a nyálkahártya autoimmun betegségeit; vírusos, bakteriális és gombás fertőzések; jóindulatú növekedések; a szájüregi rák és a rák előtti elváltozások diagnosztizálása; fekély, seb; rossz lehelet; ízváltozások; a HIV szóbeli megnyilvánulásai. Multidiszciplináris megközelítést alkalmazunk ezen szájnyálkahártya-betegségek szakszerű diagnosztizálására és kezelésére.

Az Orális Orvostudományi Klinikán olyan oktatók dolgoznak, akik széleskörű szakmai tapasztalattal és tapasztalattal rendelkeznek az Orális Orvostudomány és a Klinikai Orális Patológia területén. Mi vagyunk az egyetlen ilyen tudományos központ Chicagóban.

Szolgáltatások

A betegségeket rutinszerűen kezelik

  • Az orvosi terápia orális szövődményei, beleértve a rákkezelést (azaz kemoterápiát és sugárterápiát)
  • Szisztémás betegségekkel járó orális változások
  • A nyálmirigy diszfunkciója és szájszárazság
  • Gyulladásos állapotok, beleértve a nyálkahártya autoimmun betegségeit
  • Vírusos, bakteriális és gombás fertőzések
  • Jóindulatú növekedések
  • A szájüregi rák és a rák előtti elváltozások diagnosztizálása
  • Fekély, seb
  • Rossz lehelet
  • Ízváltozások
  • A HIV orális megnyilvánulásai

A mi megközelítésünk

Multidiszciplináris megközelítést alkalmazunk ezen szájnyálkahártya-betegségek szakszerű diagnosztizálására és kezelésére. A szóbeli orvostudományi csapat együttműködik az összes fogászati ​​tudományággal, beleértve a parodontikát, az endodontikát és a szájsebészetet, valamint számos orvosi szakterülettel, beleértve az ENT-t, a bőrgyógyászatot, az onkológiát, a neurológiát, a hematológiát, a radiológiát, a sebészetet és a pszichiátriát.