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Come la ricerca in bioinformatica potrebbe colpire le pratiche veterinarie, salute degli animali del compagno

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Il sovraccarico di informazioni ha potuto portare le buone notizie agli animali del compagno.

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Affrontiamolo; possiamo nemmeno continuare con tutti i email, comunicazioni del cliente e notizie che infiammano sui nostri smartphones mentre manteniamo un carico clinico occupato. La formazione continua una volta all'anno ci tiene a mala pena a galla nell'oceano di informazioni veterinarie ed ora che i informazione-ringraziamenti agli avanzamenti acceleranti nella tecnologia e biologico ricerca-stanno venendo noi sempre più rapidamente ed in più forme.

Peggiora (che, traduce riconoscente ad un migliore futuro per medicina veterinaria). La ricerca scientifica sta raccogliendo le informazioni che è così piccolo ad un livello molecolare e così voluminoso ad un livello digitale che le capacità analitiche dei ricercatori non possono, attualmente, stare al passo. E gran parte dei dati che sono generati viene sotto forma «- di omics,» i nomi di cui inoltre stanno germogliando come i lieviti.

Eravamo giusti con il genoma. L'idea dell'identificazione dei tutti 20.000 geni stimati di proteina-codifica che compongono un umano (ed ora un cavallo, un cane, un gatto e più di altri 100 vertebrati) stava intrigando, se un pezzo esoterico. Il collegamento fra il genoma e la medicina era circa comprensione ed il trattamento delle malattie genetiche.

Ma seguente è venuto il transcriptome: nucleotide rapidamente d'avanzamento che ordina le tecnologie che ora permettono che i ricercatori caratterizzino il RNA messaggero di un organismo (mRNA), l'intermediario nella traduzione di DNA a proteina. E, naturalmente, il proteome è seguito. Altrettanto come 100 proteine differenti può derivare dalla traduzione di tutto il singolo gene. Il metabolome umano è compreso i più di 50.000 piccoli metaboliti molecolari trovati nel corpo umano e la sua base di dati online contiene più di 100 campi d'informazione clinici per entrata del metabolita. E poi c'è la raccolta del microbiome-the dei microbi in un ambiente dato (per esempio, sistema dell'organo) e nei loro geni. I ringraziamenti ancora a nuovo DNA che ordina la tecnologia, scienziati hanno scoperto che 99 per cento dei microbi non sono stati coltivati precedentemente in vitro, conducenti alla scoperta di intere nuove famiglie dei microbi e della capacità classificarle, le contano e perfino identificano le loro funzioni uniche all'interno del corpo.

Il risultato di questi gruppi di dati rapidamente espandentesi è bioinformatica: la scienza di raccolta, di memorizzazione e di avere del significato dei trilioni dei punti di informazioni generati da questa analisi dei dati molecolare emergente. Il potenziale per l'avanzamento medico che utilizza la bioinformatica è quasi inconcepibile; i computer hanno la capacità per trovare, al livello più semplice, alle comunanze fra «- i omes» differenti finalmente per collegare un gene, la sua trascrizione, la proteina che codifica ed il processo metabolico che la proteina catalizza. Da un punto di vista medico, questo significa che i ricercatori potranno sbucciare giù una malattia alla sua patofisiologia più fondamentale, conducente ai sistemi diagnostici, alla terapeutica ed alla prevenzione precisi e personali. Unsurprisingly, questo campo ora è il fuoco primario dell'industria farmaceutica.

Ma aspetti… là è più! Il futuro di medicina in micro RNA

… Ottiene seriamente piccolo-e più voluminoso. Recentemente, gli scienziati hanno scoperto quei pezzi minuscoli e noncoding di RNA, micro RNAs (miRNAs), sono responsabili del regolamento che cosa e come i geni sono espressi bloccando la traduzione di mRNA a proteina. Ogni miRNA può regolare l'espressione di molti geni e ciascuno dei tipi dispari delle cellule del corpo 200 ha un profilo unico del miRNA.

«Malattie, particolarmente genetico, malattie metaboliche, degeneranti e neoplastici, ciascuno ha una firma distintiva del miRNA,» ha detto Tom Rosol, DVM, il Ph.D., DACVP, ex professore di patologia veterinaria all'University College dello stato dell'Ohio di medicina veterinaria ed ora del presidente del dipartimento delle scienze biomediche all'istituto universitario di eredità dell'università dell'Ohio di medicina osteopatica. «Come indicatori diagnostici, potete trovarli nel sangue, in urina, o in tessuto, fornente l'identificazione in anticipo del rischio di malattia. Come terapia, potremo usarli per regolare una famiglia dei geni e per cambiare il corso della malattia.»

Buone notizie per i gatti: Le particelle elementari per i sistemi diagnostici, terapeutica

Il Dott. Rosol ed i suoi colleghi recentemente ha ordinato e descritto i 475 miRNAs nel domestico gatto-quello destra, il microRNAome del gatto. Molti di questi miRNAs sono conservati fra i gatti ed altri mammiferi, quali gli esseri umani, miglioranti il ruolo del gatto come modello unico di molte malattie umane. Circa 100 delle sequenze, tuttavia, sono esclusivi al gatto e molti sono tessuto specifico. Attingendo questa risorsa online delle sequenze e la migliori funzione di comprensione e disfunzione dei miRNAs, ricercatori futuri potranno meglio predire l'incidenza e la progressione di molte malattie come pure finalmente sviluppano le nuove strategie interventistiche e preventive.

«Questi sono punti di bambino,» ha detto Rosol. «Non abbiamo avuti idea, per esempio, che miRNAs sono importanti nel rene, il cervelletto, il fegato ed altro 11 tessuto nel gatto. Ora facciamo. »

Buone notizie per i cavalli: L'informatica correlata presta la comprensione nella malattia multifattoriale

La metodologia impiegata da Rosol e dai suoi colleghi è un esempio «di un fondo» sull'approccio a bioinformatica clinica. Creando i cataloghi dei codici molecolari, la bioinformatica dal basso fornisce le risorse per fare i collegamenti fra i sistemi differenti che finalmente conducono a patofisiologia di malattia. Per contro, un approccio «dall'alto in basso» comincia con uno stato di malattia e cerca le comunanze nel catalogo di bioinformatica per derivare la causa.

Molly McCue, DVM, ms, Ph.D., DACVIM, professore associato di medicina di comunità all'università di istituto universitario di Minnesota di medicina veterinaria, usa la bioinformatica dall'alto in basso per capire la malattia equina. Il Dott. McCue sta cercando i fondamenti molecolari delle malattie complesse quanto la sindrome metabolica equina (SME) — un disordine endocrino connesso con l'obesità, l'insulino-resistenza e la laminite in cavalli ed in cavallini. Gli studi hanno trovato lo SME da associare con le caratteristiche fisiologiche, compreso nutrire troppo, l'assunzione semplice del carboidrato e la mancanza di esercizio, ma McCue ed i suoi colleghi hanno trovato che c'è una componente ereditabile alla suscettibilità di un cavallo a questo disordine.

Mentre la ricerca di McCue ha identificato più di 3.000 geni connessi con lo SME, è attualmente facendo uso della specie dell'analisi-un della rete «dei sei gradi di calcolo di Kevin Bacon» — collegare questo sottoinsieme del genoma con i metaboliti del siero dei cavalli colpiti (il metabolome) e dell'espressione genica in muscolo e grasso (il transcriptome) per restringere la lista dei geni sospetti e per chiarire il loro ruolo nella malattia.

«Per la comprensione la genetica e della patofisiologia dello SME, possiamo identificare gli individui ad alto rischio che trarrebbero giovamento dai cambiamenti della gestione e scoprirebbero le nuove vie ad intervento terapeutico,» McCue abbiamo detto.

Buone notizie per i cani: La bioinformatica informa i vaccini del cancro

Il cancro canino è stimato per colpire uno in ogni tre cani e rimane una delle cause della morte principali negli animali del compagno malgrado gli avanzamenti nelle terapie convenzionali. Poiché la patofisiologia di cancro è collegata all'alterazione di espressione genica cellulare, alle promesse della cassetta portautensili di bioinformatica offrire le comprensioni molecolari innumerevoli nei meccanismi, ai sistemi diagnostici ed ai nuovi interventi medici per cancro.

In cani, l'osteosarcoma (OSA) continua a reclamare le vite di 85 - 90 per cento dei suoi pazienti in due anni di diagnosi, malgrado ambulatorio e la chemioterapia aggressivi. Nel caso di OSA, la mortalità è più spesso dovuto la malattia metastatica che al tumore primario. Studiando il transcriptome dei tumori ossuti, i ricercatori hanno trovato un obiettivo terapeutico potenziale per OSA. Risulta che le cellule di OSA esprimono un ricevitore, ha definito her2/neu, sulle loro superfici; le cellule metastatiche esprimono il ricevitore ai livelli elevati che le cellule primarie del tumore.

Mentre her2/neu non è un driver fondamentale del processo neoplastico in OSA, per Nicola Mason, Ph.D., BVetMed, della scuola dell'università della Pennsylvania di medicina veterinaria, fornisce un obiettivo per la terapia immune-mediata. Il Dott. Mason ha creato un vaccino recombinante altamente attenuato di listeria monocytogenes, che innesca ed amplia la risposta immunitaria al ricevitore di her2/neu, con conseguente distruzione delle cellule del ricevitore-cuscinetto OSA. In una fase test clinico di nuovo vaccino, l'intervallo sano medio ero di più di 18 mesi in cani trattati e la sopravvivenza globale a tre anni era delle 56 percentuali-un di miglioramento significativo sopra i risultati storici del trattamento di OSA.

«L'immunoterapia è ancora una scienza di sviluppo anche nella medicina umana, ma il suo potenziale di avanzare il nostro successo nel trattamento del cancro è realmente fantastico,» Mason ha detto.

Una scienza futuro-messa a fuoco

Mentre ciascuno di questi casi descrive un approccio corrente ad implementare la bioinformatica per l'avanzamento di medicina veterinaria, c'è senza dubbio che le scoperte più importanti da venire da bioinformatica restano realizzare. Generazione di dati «- nei campi di omics» sta superando la nostra capacità di avere significato delle reti crescenti dei collegamenti biologici e la competenza analitica specifica scarseggia.

«Se non avessimo un bioinformatician sul nostro lato in tutto il processo per analizzare ed interpretare questi dati, non sarebbe accaduto mai,» Rosol ha detto, riguardo alla descrizione del miRNAome del gatto. «Lo prendete per ammesso che qualcuno sarà a disposizione per aiutarvi con l'analisi e quella non è corretta. Ora capisco la profondità del problema.»

L'un progetto futuro-messo a fuoco puntato su capendo il cancro canino è lo studio di vita del golden retriever del Morris Animal Foundation. Questo studio longitudinale, iniziato nel 2012, ha cominciato con più di 3.000 golden retriever, i loro proprietari ed i loro veterinari, che registrano pazientemente le pagine di informazioni sulla nutrizione, sull'anamnesi e sulle esposizioni ambientali (aspettila… il exposome) dei loro cani durante le loro vite. Ogni anno, i cani visitano il loro veterinario e donano il sangue, l'urina, le feci, i peli e le unghie del piede ad una crescita biorepository. Questi campioni saranno usati per generare la bioinformatica, che sarà accoppiato unicamente con nutrizionale, stile di vita ed i dati ambientali dell'esposizione, allo scopo di identificare i fattori di rischio per cancro in cani. Attualmente durante il suo quinto anno, questo studio di 14 anni conta sul fatto che le nuove tecnologie e scoperte bioinformatic potenti saranno sviluppate nel corso dello studio e l'analisi dei dati di calcolo impiegherà queste vaste reti per creare la nuova comprensione, i sistemi diagnostici ed i trattamenti del cancro canini.

Gli studi descritti precedentemente stanno intraprendendi dai ricercatori veterinari, interamente costituiti un fondo per da Morris Animal Foundation, di cui la passione è di migliorare la salute ed il benessere degli animali. Dietro l'impiallacciatura impassibile degli avanzamenti nella scienza biologica e di calcolo per sempre rimane l'elemento umano. , Come veterinari e scienziati, abbiamo il compito di decifrare questi nuove informazioni per i nostri clienti in modo che capiscano che cosa significa per i loro animali come pure il piacere di applicazione della scienza nuova per conservare le vite care. Rimaniamo i traduttori.