Új algoritmus segíthet az immunitás mögött álló genetikai nyomok kivizsgálásában

Az UC San Diego Jacobs Műszaki Iskolájának és a Qualcomm Intézet tudósai kifejlesztettek egy új génpredikciós algoritmust, MINING-D néven, amely segíthet a kutatóknak a COVID-19 betegek tüneteinek variációja mögött rejlő genetikai nyomok kivizsgálásában -; olyan információk, amelyek kulcsfontosságúak a sokoldalú és hatékony vakcina létrehozásához.

Az eredmények és az algoritmus, amelyet április 27-én tettek közzé a PLOS Computational Biology folyóiratban, átfogóbb képet nyújthatnak a tudósok számára arról, hogy az immunrendszerünk alapját képező gének miként hozzák létre az antitestek személyre szabott repertoárját a behatoló kórokozók ellen. Arra is rávilágíthatnak, hogy egyes embereknek miért van hatékonyabb immunválaszuk egy fertőzésre.

Ez a tanulmány különösen hasznos lesz, mivel több tucat csoport kezdi el tesztelni a potenciális COVID-19 vakcinákat, és úgy látja, hogy a vakcina egyeseken működik, másokon nem; és a titok az egyes emberek immunrendszerének mutációiban rejlik. Anélkül, hogy ismernénk az egyén immunösszetételét, nem fogjuk tudni megmondani, miért működött vagy nem. A MINING-D segíthet választ adni. "

Pavel Pevzner, az UC San Diego Számítástudományi és Mérnöki Tanszékének professzora és a cikk társszerzője

A mag immunglobulin-gének három csoportját alkotják, amelyek az egyén immunválaszának építőkövei: a változó (V), a diverzitás (D) és a csatlakozó (J) csíravonalú gének. A MINING-D elemzi, hogy ezeket a blokkokat, különösen a kevésbé vizsgált D-gént összekeverik és újracsomagolják, hogy sokféle antitestet hozzanak létre. A D gének kritikus szerepet játszanak a kórokozók felismeréséért felelős antitest régiók létrehozásában.

"A MINING-D segít a kutatóknak a D gének mutációinak tanulmányozásában, ami mindaddig kihívást jelentett" - mondta Vinnu Bhardwaj, a tanulmány vezető szerzője és Ph.D. jelölt az UC San Diego Villamos- és Számítástechnikai Tanszékén és a Qualcomm Intézetben. "Első vizsgálatunkból kiderült, hogy a D gének bizonyos variánsait gyakrabban alkalmazzák, mint másokat a különböző fertőzésekre adott válaszként. Reméljük, hogy ez az információ elősegíti az utat a D gének szerepének abban a szerepben, hogy milyen nehéz vagy könnyű egy beteg a fertőzés elleni küzdelemben. "

Kapcsolódó történetek

Amikor egy kórokozó egészséges szervezetbe kerül, immunválaszt vált ki, amely magában foglalja a csíravonal gének és véletlenszerű mutációik rekombinációját. Az egyénenként eltérő folyamat eredményeként nagyjából egymilliárd antitest kering mindkettőnkben egy adott pillanatban. Ez a személyre szabott antitest repertoár folyamatosan változik az új fertőzések leküzdése érdekében.

"A következő lépésünk az együttműködés a Louisville-i Egyetem vezető immunogenomikai szakértőivel, akik különböző súlyosságú COVID-19 betegeknél kezdenek mintavételezni az antitest repertoárt" - mondta Yana Safonova, a szerző társszerzője és a Számítástudományi Tanszék posztdoktori kutatója. és mérnöki tudományok.

Safonova rámutat, hogy ahogyan az influenza esetében, a korábbi vizsgálatok is kimutatták, hogy az IGHV1-69 nevű gén egyetlen mutációja az egyén csökkent képességét az influenza vírus felismerésére és ezáltal az immunválasz létrehozásának sikertelenségét eredményezte.

"A COVID-19 betegek hasonló genetikai variációinak megértése kulcsfontosságú lehet a sokoldalú vakcinák kifejlesztésében, amelyek elindítják az antitestek kifejlődését, amelyek felismerik és semlegesítik a SARS-CoV-2 vírust" - mondta Safonova.