Gesundheit

Kleine Babys, big data: Systembiologie offenbart Babys‘ ausführliche Entwicklungs-Flugbahn während der 1. Woche des Lebens

Die erste Woche eines Neugeborenen das Leben ist eine Zeit der raschen biologischen ändern, wie das baby passt sich an das Leben außerhalb der Gebärmutter, plötzlich ausgesetzt neuer Bakterien und Viren. Doch überraschenderweise ist wenig bekannt über diese frühen Veränderungen. Eine internationale Studie co-Leitung von Boston Children ‚ s Hospital ist Vorreiter einer Technik, um große Mengen von Daten aus einer winzigen Menge des Neugeborenen Blut, die Schaffung der meisten detaillierte Buchhaltung-bis-Datum.

Die Arbeit, die heute veröffentlicht in Nature Communications, profilierte molekulare Veränderungen in der ersten Woche des Neugeborenen Lebens, einschließlich, welche Gene eingeschaltet sind, was Proteine sind und welche Metaboliten verändern. Es schafft eine gemeinsame Entwicklungs-Weg für die erste Woche eines Neugeborenen Lebens, die Bereitstellung einer baseline, um weiter unser Verständnis der Neugeborenen-Gesundheit und, insbesondere, die Auswirkungen von Impfstoffen auf das Neugeborene hat.

„Die meisten Infektionen in der Welt auftreten, früh-und Neugeborenen, die haben die größte Empfindlichkeit und die schlechtesten Ergebnisse“, sagt Ofer Levy, MD, PhD, Direktor der Präzision Impfstoffe-Programm am Boston Children ‚ s Hospital und senior-Autor auf dem Papier. „Diese Arbeit bietet wertvolle Einblicke in die Gesundheit und Krankheit in der ersten Woche des Lebens.“

Das research team umfasst Mitglieder des Erweiterten Programms über Immunisierung Consortium (EPIC), einer internationalen Zusammenarbeit zu beschäftigen, einen systembiologischen Ansatz zu verstehen-Impfstoff-Aktion im frühen Leben. Levy zusammen mit Beate Kampmann, MD, PhD, von der London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) und der Medical Research Council (MRC)- Gambia, und Tobias Kollmann, MD, PhD, University of British Columbia (UBC) an, um das Konsortium hat seine Verwaltungs-hub in der Präzision Impfstoffe Programm.

Kleine Probe, große Kenntnisse

Bisherige Bemühungen, Daten zu sammeln, die auf Neugeborenen-Entwicklung wurde begrenzt durch die Herausforderung der Erlangung einer groß genug Blut Probe aus einem winzigen Neugeborenen. Die Mannschaft meisterte diese Herausforderung mit neuen Techniken, die Partnerschaft mit Robert Hancock, PhD von UBC, die Führung eines RNA-Analyse, und Hanno Steen, PhD Boston Children ‚ s, wer führte ein proteomics-Analyse. Mit anspruchsvolle software zur Analyse komplexer Daten, die sich aus weniger als die Hälfte einen Teelöffel Blut, der UBC labs von Hancock und Scott Tebbutt, PhD gefunden, Tausende von Veränderungen im Laufe der ersten Woche, einschließlich Veränderungen in der Genexpression und Komponenten der Immunabwehr wie Interferone, Neutrophilen-Funktion und ergänzen sich die Wege.

„Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, zu rekrutieren Neugeborenen in einem ressourcenarmen setting, erhalten kleine Mengen von Blut -, Prozess -, Schiff -, Verhaltens systems biology assays und die Integration der Ergebnisse-turning big data into knowledge“, sagt Levy. „Der Schlüssel unserer Analyse war der Vergleich eines jeden Neugeborenen an Tag 1, Tag 3 und Tag 7, um Ihre eigenen baseline-Bedingung am Tag der Geburt. Das ist, wenn wir vor dramatischen molekularen Veränderungen, getrieben durch die Entwicklung.“

Eine inter-continental Aufwand

Die Forscher pilotiert Ihrer systembiologischen Ansatz mit einer Gruppe von Säuglingen aus Gambia in West-Afrika nach Zustimmung der Dorfältesten und der informierten Zustimmung von Müttern, die in lokalen Sprachen wie Mandinka, Fula und Wolof. Dann überprüft Ihren Ansatz mit einer zweiten Gruppe von Australasian Neugeborene rekrutiert und von William Pomat, PhD von der Papua-Neu-Guinea Institut der Medizinischen Forschung und Anita van den Biggelaar, PhD von der University of Western Australia.

Die zwei unabhängigen Kohorten zeigte eine gemeinsame, hoch dynamischen Entwicklungs-Flugbahn. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Veränderungen treten nicht zufällig, sondern Folgen einer Alters-spezifischen Weg.

„Dieser gemeinsame Flugbahn spannend, da es uns erlaubt, uns zu Fragen, größere Fragen über die Unterschiede zwischen verschiedenen Populationen und den Auswirkungen von biomedizinischen Interventionen wie Impfungen auf die Entwicklung“, sagt Levy.

Optimierung von Impfstoffen im frühen Leben

Die Studie stellt eine Basis für Gesundheit und Krankheit in der frühen Leben, die helfen können, Messen Sie Antworten auf wichtige medizinische Eingriffe und die Auswirkungen von Faktoren wie Ernährung, Krankheit und Gesundheit von Müttern. Levy ist besonders interessiert an der Untersuchung der Auswirkungen der Immunisierung. Neugeborene “ Antworten zu Impfungen unterscheiden sich von denen der älteren Menschen, und viel gelernt werden muss, um die Optimierung der Nutzung und nutzen von Impfstoffen im frühen Leben.

„Derzeit werden die meisten Impfstoffe sind entwickelt durch Versuch und Irrtum“, sagt Levy. „Wir suchen tiefen molekularen Einblick in die Impfstoff-Funktion im frühen Leben, so können wir besser entwickeln Säugling Impfstoffe für die Zukunft.“

Die Studie war Teil unterstützt durch das NIH Nationalen Institut für Allergien und Ansteckende Krankheiten als Teil der Menschlichen Immunologie Projekt-Konsortium (5U19AI118608-02) und von der Präzision Impfstoffe Programm. Erster Co-Autoren waren Amy Lee, Casey Shannon und Nelly Amenyogbe der UBC; Di Bennike der Universität Aalborg, Dänemark; Joann Diray-Arie des Boston Children ‚ s und Olubukola („Bukky“) Idoko der LSHTM/MRC Gambia. Co-senior-Autoren van den Biggelaar, Steen, Tebbutt, Kampmann, Levy und Kollmann.