Penyaringan DNA yang lebih cepat menyelamatkan anak laki-laki yang sakit kritis – ScienceDaily

Penyaringan DNA yang lebih cepat menyelamatkan anak laki-laki yang sakit kritis – ScienceDaily

[ad_1]

Seorang anak laki-laki berusia 14 tahun yang cepat sembuh setelah secara misterius terserang ensefalitis yang meradang otak – yang menyebabkan dia dirawat di rumah sakit selama enam minggu dan mengalami koma yang diinduksi secara medis setelah jatuh sakit kritis – menunjukkan bahwa generasi terbaru dari Alat analisis DNA dapat dimanfaatkan untuk mengungkap penyebab infeksi yang mengancam jiwa bahkan ketika dokter tidak memiliki tersangka.

Diagnosis cepat dan pengobatan yang berhasil pada remaja hanya 48 jam setelah cairan tulang belakang serebrospinal dan darah diterima untuk analisis menandakan penerapan yang lebih luas dari teknik “next-generation sequencing” (NGS) yang kuat dalam memecahkan misteri penyakit menular, tidak hanya dalam pemotongan- laboratorium penelitian tepi, tetapi juga di laboratorium klinis yang dapat diakses oleh dokter rumah sakit di mana saja, menurut Charles Chiu, MD, PhD, seorang profesor kedokteran laboratorium di UC San Francisco (UCSF). Chiu adalah penulis senior studi kasus ini, yang diterbitkan secara online di Jurnal Kedokteran New England (NEJM) pada 4 Juni 2014.

Alur kerja yang dikembangkan di laboratorium UCSF Chiu untuk merampingkan pemeriksaan genetik patogen penyakit dengan NGS secara dramatis memotong waktu antara pengumpulan sampel dan diagnosis yang dapat ditindaklanjuti dan membantu tim medis di University of Wisconsin menyelamatkan nyawa pasien muda.

Studi NEJM mencerminkan konvergensi sekuensing DNA yang lebih cepat, database genom yang terus berkembang untuk mengidentifikasi patogen dan organisme lain, dan alat analisis komputasi yang lebih canggih untuk menganalisis jutaan titik data dengan cepat. Protokol tersebut memungkinkan pengurutan cepat dan identifikasi simultan semua DNA dalam sampel pasien tanpa kultur atau penargetan untuk agen penyakit menular tertentu.

“Dari sudut pandang biaya dan waktu penyelesaian, ini adalah teknologi yang sangat kuat yang praktis diterapkan secara rutin di laboratorium klinis,” kata Chiu. Beberapa laboratorium klinis sekarang menawarkan pengujian NGS untuk mengidentifikasi mutasi kanker dalam uji klinis dan untuk mengidentifikasi mutasi yang mendasari cacat lahir, tetapi sampai sekarang NGS dianggap terlalu lambat dan melelahkan untuk berguna untuk diagnosis penyakit menular rutin.

Rekan penulis studi Joseph DeRisi, PhD, ketua biokimia dan biofisika di UCSF, penyelidik Howard Hughes Medical Institute (HHMI), dan pemimpin dalam menggunakan teknik genomik baru untuk mengidentifikasi patogen yang sebelumnya tidak diketahui, seperti virus korona SARS, mengatakan itu pada dengan biaya beberapa ribu dolar, pada dasarnya semua patogen sekarang dapat dideteksi dengan satu tes.

“Ini adalah satu ujian untuk menguasai semuanya,” kata DeRisi.

DeRisi pertama kali dihubungi oleh dokter anak tersebut, James Gern, MD, seorang profesor pediatri dan kedokteran di Fakultas Kedokteran dan Kesehatan Masyarakat Universitas Wisconsin di Madison, dan seorang kolaborator penelitian pada studi sebelumnya. Dia kemudian merekrut ilmuwan UCSF lainnya yang mengerjakan teknik NGS, termasuk Chiu dan anggota lab DeRisi, Michael Wilson, MD, asisten profesor neurologi dan penulis pertama studi NEJM.

Setelah beberapa minggu sebelumnya tes dan prosedur ekstensif dan mahal di Wisconsin gagal menunjukkan penyebab penyakit, penerapan protokol NGS yang kuat dari kelompok laboratorium UCSF akhirnya menghasilkan diagnosis yang jelas, jika tidak biasa.

Tes sebelumnya untuk infeksi mikroba tidak mengungkapkan penyebabnya. Sebaliknya, hasil lab klinis dan riwayat medis anak laki-laki itu – ia lahir dengan SCID, sindrom imunodefisiensi – membuatnya tampak paling mungkin bahwa respons imun mungkin bertanggung jawab atas penyakitnya. Para dokter di Wisconsin telah memberikan kortikosteroid, yang biasanya merupakan pengobatan efektif untuk ensefalitis autoimun, tetapi kondisi anak itu semakin memburuk. Dia mengalami penumpukan cairan yang serius di otak dan kejang yang tidak terkendali, hanya hilang setelah dokter menempatkannya dalam keadaan koma untuk mengulur waktu.

Sementara itu, di UCSF, Wilson bekerja dengan tim lab Chiu untuk menghasilkan pustaka berisi 10 juta urutan DNA berbeda dari sampel cairan dan darah serebrospinal pasien, dan dari sampel kontrol. Para peneliti medis menggunakan pengurut DNA MiSeq yang dibuat oleh Illumina – baru-baru ini disetujui untuk digunakan di laboratorium diagnostik klinis oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS – dan pengurutan selesai dalam semalam.

Alat analisis, yang disebut SURPI, yang dikembangkan oleh tim Chiu dan dijelaskan dalam artikel yang diterbitkan secara bersamaan di Genome Research, memungkinkan para peneliti untuk lebih cepat membandingkan DNA dari sampel pasien dengan database GenBank yang dikelola oleh Pusat Informasi Bioteknologi Nasional, dan untuk menemukan itu 475 urutan DNA yang berbeda di antara 3 juta urutan DNA dari cairan serebrospinal pasien berasal dari sejenis bakteri yang disebut Leptospira. Meskipun Leptospira terdeteksi di cairan serebrospinal, tidak ada bukti DNA Leptospira dalam darah pasien atau sampel kontrol negatif.

Analisis urutan DNA ini hanya membutuhkan 96 menit. Analisis serupa yang dilakukan dengan penggunaan perangkat lunak komputasi generasi sebelumnya pada platform perangkat keras yang sama akan membutuhkan waktu 24 jam atau lebih untuk menyelesaikannya, kata Chiu.

Lebih khusus lagi, para peneliti ilmiah menentukan bahwa bocah itu telah terinfeksi oleh bakteri Leptospira santarosai, patogen asli Karibia dan iklim yang lebih hangat. Para dokter Wisconsin dan UCSF berkonsultasi, dan berdasarkan kekuatan temuan dan risiko rendah pengobatan antibiotik – penisilin – tim medis anak itu memutuskan untuk mengobati tanpa mengkonfirmasi diagnosis dengan tes yang disetujui secara klinis. Pengobatan menghilangkan infeksi, dan pasien dipulangkan dari unit perawatan intensif tiga minggu setelah pengobatan dimulai. Ia kembali ke rumah setelah menjalani terapi rehabilitasi rawat inap, 76 hari setelah masuk rumah sakit.

Tidak ada uji klinis standar yang dapat segera memastikan diagnosis setelah pengobatan dimulai. Staf di Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS akhirnya mengkonfirmasi diagnosis UCSF lima bulan setelah perawatan, dengan memodifikasi tes standar mereka untuk Leptospira.

Di Amerika Serikat, sekitar 20.000 orang, kebanyakan anak-anak, dirawat di rumah sakit setiap tahun dengan ensefalitis pembengkakan otak, dan lebih dari 4.000 lainnya dirawat di rumah sakit karena meningitis, pembengkakan pada penutup otak. Tidak ada penyebab yang dapat diidentifikasi pada hampir separuh kasus ensefalitis, namun seperti yang ditunjukkan oleh kasus NEJM, konsekuensi dari ketidakmampuan membedakan penyebab infeksius dan autoimun dapat menjadi serius. Para peneliti UCSF bertujuan untuk mendirikan pusat meningitis dan ensefalitis di UCSF Medical Center dan UCSF Benioff Children’s Hospital San Francisco, sebagian menggunakan teknik NGS untuk mendiagnosis potensi penyebab ensefalitis, meningitis, dan kondisi peradangan saraf lainnya secara lebih cepat dan akurat.

Dalam retrospeksi, tampaknya remaja tersebut mungkin telah menemukan bakteri selama tinggal keluarga di Puerto Rico hampir setahun sebelum dia dirawat di rumah sakit. Dia mengalami serangan sakit kepala, demam dan gejala lain beberapa saat kemudian. Ini awalnya membaik, tetapi akhirnya gejala anak itu menjadi lebih serius, dan dia dirawat di rumah sakit tiga kali dalam empat bulan sebelum penemuan Leptospira.

Belum ada tes NGS untuk penyakit menular yang telah divalidasi untuk digunakan di laboratorium klinis komersial atau disetujui untuk diagnosis rutin oleh badan pengatur seperti Pusat Layanan Medicare & Medicare (CMS) atau Food and Drug Administration (FDA), menurut Chiu. Protokol diagnostik eksperimental yang digunakan dalam kasus NEJM dilakukan di laboratorium klinis sesuai dengan prosedur operasi standar yang umum untuk semua laboratorium yang diatur, kata Chiu, seraya menambahkan bahwa dia mengharapkan untuk mendapatkan persetujuan dalam beberapa bulan untuk menawarkan tes diagnostik NGS di UCSF laboratorium mikrobiologi klinis untuk diagnosis jenis penyakit infeksi tertentu.

“Kasus ini adalah uji coba bagaimana Anda akan memvalidasi dan menerapkan tes yang disetujui secara klinis,” katanya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen