ΕΤΟΙΜΑΖΕΤΑΙ ΤΕΣΤ ΠΟΥ ΘΑ ΠΡΟΒΛΕΠΕΙ ΑΝ ΘΑ ΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΜΙΑ ΑΣΘΕΝΕΙΑ ΚΑΙ ΠΟΣΟ ΣΟΒΑΡΑ ΘΑ ΝΟΣΗΣΕΙΣ

Νέο τεστ αναλύει το RNA στο αίμα και επιχειρεί να προβλέψει την πιθανότητα και πορεία μιας λοίμωξης, όπως οι πιθανές επιπλοκές.

Ανάμεσα στα πολλά που μας άφησε παρακαταθήκη η πανδημία του κορονοϊού, ήταν η συνήθεια των τεστ: απλά, διπλά ή και πενταπλά διαγνωστικά τεστ, για διάφορους αναπνευστικούς ιούς, που θα κάνεις για να ξέρες τι «άρπαξες» και να μη μεταδώσεις σε φίλους, οικογένεια ή δουλειά. Σκέψου τώρα να υπήρχε και μια νέα γενιά τεστ, τα οποία δείχνουν το πριν και το μετά της διάγνωσης, δηλαδή πόσες πιθανότητες έχεις να κολλήσεις μια ασθένεια και τι πορεία θα έχει η νόσος.

Πολύ πιθανό να το δούμε να γίνεται πραγματικότητα στο κοντινό μέλλον, όπως δείχνουν τα ευρήματα μεγάλης ομάδας επιστημόνων από πανεπιστήμια και νοσοκομεία πολλών χωρών, ανάμεσα στους οποίους η Ιωάννα Γεωργάκη από το ΕΚΠΑ και το Νοσοκομείο Παίδων «Π. & Α. Κυριακού» και η Μυρσίνη Καφώρου από το Imperial College του Λονδίνου.

Στη δημοσίευσή τους στο Nature Communications, παρουσιάζουν τα αποτελέσματα του τεστ VeloCD, μιας μεθόδου που αναλύει το RNA στα κύτταρα του αίματος για να προβλέψει πώς θα εξελιχθεί η κατάσταση ενός ασθενούς τις επόμενες ώρες ή ημέρες.

Επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου, ανάμεσά τους και ελληνίδες ερευνήτριες, παρουσίασαν ένα εργαλείο που θα προβλέπει αν θα κολλήσεις μια ασθένεια και πόσο σοβαρά θα νοσήσεις. Pexels Cottonbro

Τι δείχνει το RNA για την πορεία των κυττάρων;

Όταν ένα γονίδιο ενεργοποιείται, το κύτταρο αρχίζει να παράγει RNA, ενώ στο αίμα υπάρχουν τόσο ώριμα, ολοκληρωμένα μόρια RNA όσο και μόρια που βρίσκονται ακόμη στη διαδικασία παραγωγής τους. Η σχέση ανάμεσα στις δύο μορφές RNA δίνει πληροφορίες για το αν η δραστηριότητα ενός γονιδίου αυξάνεται ή μειώνεται:

• το υφιστάμενο ώριμο mRNA δείχνει την τρέχουσα κλινική εικόνα
• η ταχύτητα RNA προβλέπει την μελλοντική έκφραση του mRNA (πόσο γρήγορα παράγεται νέο RNA).
• η μελλοντική έκφραση του mRNA αντιστοιχεί στη μελλοντική κλινική κατάσταση του ασθενούς.

Αυτή τη λεπτομερή ανάγνωση του RNA επιτρέπει στους επιστήμονες το τεστ VeloCD, βάση του οποίου είναι η RNA velocity. Πρόκειται για μια υπολογιστική μέθοδο που αναπτύχθηκε ώστε να εκτιμά τις αλλαγές στη γονιδιακή δραστηριότητα με βάση αυτή τη δυναμική του RNA. Η προσέγγιση είχε χρησιμοποιηθεί κυρίως σε αναλύσεις μεμονωμένων κυττάρων, ωστόσο η νέα μελέτη έδειξε ότι μπορεί να εφαρμοστεί και σε δείγματα ολικού αίματος, μέσω bulk RNA sequencing.

Πόσο αποτελεσματικό ήταν το τεστ;

Η τεχνολογία δοκιμάστηκε σε διαφορετικές ασθένειες, από τη γρίπη και την COVID-19 μέχρι τη φυματίωση, τις σοβαρές λοιμώξεις στα παιδιά και τις φλεγμονώδεις παθήσεις του εντέρου. Βασικός δείκτης για την αποτελεσματικότητα του τεστ υπήρξε ο AUROC ο οποίος δείχνει πόσο καλά μια μέθοδος μπορεί να ξεχωρίσει ποιος θα εμφανίσει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα και ποιος, π.χ. ποιοι θα παραμείνουν υγιείς και ποιοι θα ασθενήσουν. Το 1 αντιστοιχεί σε τέλεια πρόβλεψη, το 0,5 σε απόδοση αντίστοιχη με την τυχαία πρόβλεψη και τιμή <0,5 δείχνει ότι το μοντέλο κάνει λάθη.

Το τεστ μπόρεσε να προβλέψει ποιοι θα βγουν θετικοί στο PCR και πόσο σοβαρά θα είναι τα συμπτώματα μέσα από δείγματα ανθρώπων που εκτέθηκαν στον ιό της γρίπης μια ημέρα πριν. iStock

Γρίπη και COVID-19

Στη μελέτη για τη γρίπη, μολύνθηκαν 17 από τους 23 εθελοντές. Σε δείγματα αίματος που λήφθηκαν μόλις μία ημέρα μετά την έκθεση στον ιό, η VeloCD μπορούσε να προβλέψει ποιοι θα βρεθούν θετικοί στο PCR τις επόμενες ημέρες, με AUROC 0,89. Επιπλέον, η πρόβλεψη από την 1η ημέρα συσχετίστηκε άμεσα και με τη σοβαρότητα των συμπτωμάτων που εμφάνισαν οι εθελοντές τη δεύτερη ημέρα. Στην COVID-19, η μέθοδος μπορούσε να προβλέψει αν ένας άνθρωπος θα μολυνθεί έως και 48 ώρες νωρίτερα, με AUROC 0,72.

Τρία γονίδια, τα BAK1, APOL3 και SLC9A3-AS1, ήταν αρκετά για να βοηθήσουν στην πρόβλεψη της μελλοντικής λοίμωξης από γρίπη. Τα δύο πρώτα αναδείχθηκαν και ανάμεσα στους σημαντικότερους δείκτες για την COVID-19, γεγονός που υποδεικνύει ότι διαφορετικοί ιοί μπορεί να αφήνουν κοινά ίχνη στον τρόπο με τον οποίο αντιδρά ο οργανισμός.

HIV-Φυματίωση

Το VeloCD δοκιμάστηκε και σε ασθενείς με συλλοίμωξη HIV και φυματίωσης. Οι ερευνητές εξέτασαν 95 ανθρώπους δύο εβδομάδες μετά την έναρξη αντιρετροϊκής θεραπείας. Στόχος ήταν να εντοπίσουν ποιοι κινδύνευαν να εμφανίσουν TB-IRIS, μια επικίνδυνη φλεγμονώδη αντίδραση που μπορεί να προκύψει όταν το ανοσοποιητικό σύστημα αρχίζει να ανακάμπτει και αντιδρά έντονα στη φυματίωση.

Στην πειραματική ομάδα, η μέθοδος εντόπισε σωστά 7 από τους 8 ασθενείς που εμφάνισαν την επιπλοκή (AUROC 0,72). Η TB-IRIS εμφανίστηκε 15 έως 37 ημέρες μετά την έναρξη της θεραπείας, γεγονός που δείχνει ότι τα σήματα στο αίμα μπορεί να προηγούνται αρκετές εβδομάδες της κλινικής εκδήλωσης της επιπλοκής.

Επιπλοκές σε παιδιατρικούς ασθενείς

Σε άλλη ανάλυση, οι ερευνητές εξέτασαν 399 παιδιά με πιθανές λοιμώξεις που νοσηλεύονταν σε νοσοκομεία της Ευρώπης. Στόχος ήταν να διαπιστωθεί αν η VeloCD μπορούσε να βοηθήσει στη διαλογή, δηλαδή να δείξει ποια παιδιά κινδύνευαν με επιδείνωση της υγείας τους και ενδεχομένως χρειάζονταν εισαγωγή σε μονάδα εντατικής θεραπείας.

Η μέθοδος VeloCD εντόπισε με ακρίβεια τα παιδιά με σοβαρή νόσο και προέβλεψε την πιθανότητα επιδείνωσης και μεταφοράς σε ΜΕΘ σε όσα παρουσίαζαν μέτρια συμπτώματα, ξεπερνώντας την κλασική ανάλυση RNA. iStock

Η μέθοδος χρησιμοποίησε 59 γονίδια για να υπολογίσει την πιθανότητα σοβαρής νόσησης. Στα παιδιά με ήπια νόσο, η πιθανότητα που έδινε για σοβαρή εξέλιξη ήταν πολύ χαμηλή, ενώ στα παιδιά που χρειάζονταν άμεση μεταφορά σε μονάδα εντατικής θεραπείας η διάμεση πιθανότητα έφτανε το 1.

Η εικόνα ήταν πιο σύνθετη στα παιδιά με μέτριας βαρύτητας νόσο. Εκεί, η VeloCD μπορούσε να προβλέψει την πιθανότητα μεταγενέστερης μεταφοράς σε ΜΕΘ με AUROC 0,72. Η επίδοσή της ήταν υψηλότερη από εκείνη της κλασικής ανάλυσης RNA, ενώ δεν ήταν ξεκάθαρα καλύτερη από την C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (C-reactive protein/CRP), έναν ήδη καθιερωμένο δείκτη φλεγμονής.

Φλεγμονώδεις νόσοι του εντέρου

Οι ερευνητές δοκίμασαν τη μέθοδο και σε 13 ασθενείς με φλεγμονώδη νόσο του εντέρου. Με δείγμα αίματος δύο εβδομάδες μετά την πρώτη έγχυση ινφλιξιμάμπης (infliximab), φαρμάκου που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ιδιοπαθών και αυτοάνοσων νοσημάτων όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η νόσος του Crohn και η ελκώδης κολίτιδα, η VeloCD προσπάθησε να προβλέψει ποιοι θα βρίσκονταν σε ύφεση στη 14η εβδομάδα. Ο δείκτης AUROC έφτασε στο 0,83.

Τι δυσκολεύει την εφαρμογή του τεστ σε ασθενείς;

Τα ευρήματα χαρακτηρίστηκαν πολλά υποσχόμενα, όμως η μέθοδος παραμένει σε ερευνητικό στάδιο.

Το VeloCD παραμένει σε ερευνητικό στάδιο και απαιτεί μεγαλύτερες κλινικές μελέτες, καθώς και προσαρμογή σε ταχύτερες μοριακές εξετάσεις (όπως η qPCR ή η RT-LAMP) για να εφαρμοσθεί στην καθημερινή ιατρική πράξη. Pexels Gustavo Fring

Αρχικά, οι ομάδες των επιμέρους μελετών είχαν διαφορετικό μέγεθος και ορισμένες ήταν πολύ μικρές. Χρειάζονται επομένως μεγαλύτερες μελέτες σε πραγματικές συνθήκες νοσηλείας, όπου οι ασθενείς μπορεί να λαμβάνουν διαφορετικές θεραπείες και να παρουσιάζουν περισσότερες και πιο σύνθετες καταστάσεις από εκείνες των ερευνητικών ομάδων. Η μελέτη χαρακτηρίζει τα αποτελέσματα proof-of-concept, δηλαδή απόδειξη ότι η συγκεκριμένη προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει.

Έπειτα, υπάρχουν και πρακτικά εμπόδια. Το VeloCD απαιτεί εξειδικευμένη εργαστηριακή ανάλυση του RNA, η οποία δεν μπορεί να δώσει γρήγορα αποτελέσματα όπως μια εξέταση που χρησιμοποιείται καθημερινά στην κλινική πράξη. Για να φτάσει σε τέτοιο στάδιο, θα πρέπει να διερευνηθεί αν τα ευρήματα μπορούν να προσαρμοστούν σε απλούστερες και ταχύτερες μοριακές μεθόδους, όπως η qPCR, που χρησιμοποιείται στα μοριακά τεστ) ή η RT-LAMP, μια τεχνική για ακόμα πιο γρήγορα αποτελέσματα στο σημείο φροντίδας του ασθενούς.