COVID-19 förenar insatser inom forskning
Sedan virusets tidiga dagar spreds över hela världen började forskning på internationell nivå också. Ett bevis på detta är de olika konsortium som skapats för att bekämpa pandemin, såsom COVID-19 High-Performance Computing (HPC) Consortium, COVID-19 Genomics (COG-UK) Consortium eller Host Genetics Initiative (HGI). Det senare, där 24Genetics deltar genom ett samarbete med Health Research Institute of the La Paz University Hospital (IdIPAZ), grupperar samman nästan 200 internationella forskningsprojekt fokuserade på genetiska faktorer som är känsliga för viruset.Detta nya inlägg kommer att beskriva historien om genetiska upptäckter och utvecklingen av den forskning som 24Genetics för närvarande utför.
24Genetics forskningssamarbete
Tack vare konsortiet där 24Genetics och (HGI) deltar upptäckte vi många och olika genetiska markörer. I takt med att nya data finns tillgängliga har de genetiska resultaten blivit mer meningsfulla. En av de första studierna som såg ljuset, med hjälp av HGI, identifierade kritiska markörer i det antivirala försvaret och de inflammatoriska processerna. Dessa inkluderade specifika kromosomer och gener såsom FYCO1 (Chr. 3), IGF1 (Chr. 12) eller DPP9 (Chr. 19) (Figur 1).
Figur 1. Pairo-Castineira, E., et al. Genetiska mekanismer för kritisk sjukdom i Covid-19. medRxiv 2020.09.24.20200048; doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.24.2020004
Resultat av forskningen med IdiPaz
Inte mindre signifikant, och med ett mycket större antal prover, ökade betydelsen av blodgrupp som en immunskyddande faktor (2). ABO-genen (Chr.3), huvudaktören, kom ut och visade potentiellt skydd på mellan 14 % och 16 % i särskilda blodgrupper. Forskningen tog också upp fler inflammatoriska genetiska faktorer relaterade till andningssvikt (Figur 2).
Figur 2. Severe Covid-19 GWAS Group. Genomewide Association-studie av allvarlig covid-19 med andningssvikt. 2020 N Engl J Med 2020; 383:1522-1534 DOI: 10.1056/NEJMoa2020283
Och vad bidrar 24Genetics till allt detta?
I oktober tar 24Genetics stafettpinnen, och med fältarbetet gjort av IdIPAZ och proverna som redan sekvenserats av våra referenslaboratorier, börjar det fungera. En av de första uppgifterna som utfördes var filtrering och "läkning" av genererad data. En av de processer som påbörjades var analysen av genetiska data från personer med IDOC-sjukdom avseende personer på intensivvård (Figur 3).
Figura 3. Figura proporcionada av Lasse Folkersen, BS y PhD
Det beslutades då att börja använda artificiell intelligens av analysera uppsättningen av rapporterade kliniska variabler, för att veta närmare, vilka som var mer eller mindre viktiga (tabell 1).
Tabell 1. Diagram tillhandahållet av Carlos Ortega, dataforskare
Artificiell intelligens gjorde det vid detta tillfälle möjligt att klassificera varianterna efter betydelse. I följande tabell kan du se de olika faktorerna som erhållits. Det var dock nödvändigt att validera modellen; för det använde vi SHAP (Shapley Additive ExPlanations). Kort sagt låter denna modell algoritmen förklara vikten som varje faktor har (tabell 2).
Tabell 2. Diagram tillhandahållet av Carlos Ortega, dataforskare
Neutrofilkvot, blodmättnad eller interleukin-6 (parametrar som redan har satts under mikroskopet tidigare) var signifikanta parametrar som bekräftades (3,4,5). När vi väl hade data var nästa steg att träna algoritmen för att förstå det potentiella prediktiva värdet.
Fördelar med tillämpningen av algoritmen för patienter med COVID-19
Slutligen tränade vi algoritmen för att förutsäga, med 97 % sammanträffande, dödligheten eller överlevnaden för covid-patienter. Trots de uppmuntrande preliminära resultaten är 24Genetics vetenskapliga team försiktiga och förlorar inte möjliga begränsande fördomar ur sikte. Dessutom kommer 24Genetics att validera i datauppsättningar med flera nödvändiga prover för att verifiera de erhållna uppgifterna. Om alla fynd valideras kan verktyget vara användbart för att överleva COVID-patienter eller förbättra sjukhusprotokollen. Vi utförde all beräkningsprocess med öppen källkod. Därför att användas utan kostnad på alla kliniker och sjukhus i världen. Under tiden kommer teamet att fortsätta forska.
Tack:
- Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Universitario La Paz (IdIPAZ)
- Carlos Ortega, datavetare
- Lasse Folkersen, BS och PhD
- Covid-19 Host Genetics Initiative. Covid-19 Host Genetics Initiative, ett globalt initiativ för att belysa värdgenetiska faktorers roll i känsligheten och svårighetsgraden av SARS-CoV-2-viruspandemin. J. Hum. Genet. 28, 715–718 (2020). https://doi.org/10.1038/s41431-020-0636-6.
Bibliografi:
- Pairo-Castineira, E., et al. Genetiska mekanismer för kritisk sjukdom i Covid-19. medRxiv 2020.09.24.20200048; doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.24.20200048
- Severe Covid-19 GWAS Group. Genomewide Association-studie av allvarlig covid-19 med andningssvikt. 2020 N Engl J Med 2020; 383:1522-1534 DOI: 10.1056/NEJMoa2020283
- Protasio Veras, F., et al. SARS-CoV-2-utlösta neutrofila extracellulära fällor förmedlar COVID-19-patologi. J Exp Med 7 december 2020; 217 (12): e20201129. doi: https://doi.org/10.1084/jem.20201129
- Shenoy, N., Luchtel, R. & Gulani, P. Överväganden för målsyremättnad hos COVID-19-patienter: är vi underskott? BMC Med 18, 260 (2020). https://doi.org/10.1186/s12916-020-01735-2
- Chen X, et al. Detekterbart serum allvarligt akut respiratoriskt syndrom Coronavirus 2 viral belastning (RNAemi) är nära korrelerad med drastiskt förhöjd interleukin 6-nivå hos kritiskt sjuka patienter med coronavirussjukdom 2019. Clin Infect Dis. 2020 Nov 5;71(8):1937-1942. doi: 10.1093/cid/ciaa449. PMID: 32301997; PMCID: PMC7184354.
