백혈병 퇴치를 위해 빅데이터가 동원되는 방법

: By 글래스고 대학교의로나 잭슨과 리사 홉 크로프트

방문해 주셔서 감사합니다 InnerSelf.com, 있는 곳에 20,000+ "새로운 태도와 새로운 가능성"을 홍보하는 삶을 변화시키는 기사. 모든 기사는 다음으로 번역됩니다. 30 개 이상의 언어. 확인 매주 발행되는 InnerSelf Magazine과 Marie T Russell의 Daily Inspiration에 게재됩니다. InnerSelf 매거진 1985년부터 출판되었다.

백혈병과의 전쟁에서 얼마나 큰 데이터가 동원되고 있습니까 만성 골수 백혈병 번짐. Paulo Henrique Orlandi Mourao 위키 미디어 공용., CC의 BY-SA

건강한 세포 기능은 잘 조율 된 유전자 활동에 의존합니다. 환상적으로 복잡한 상호 작용 네트워크를 통해 30,000 유전자 주위에서 각각의 미묘한 균형을 유지하기 위해 협조합니다. 37.2 조 세포 인간의 몸에.

대체로 말하자면, 암은 유전 적 변화 또는 돌연변이에 의한 이러한 균형의 붕괴입니다. 돌연변이는 정상적으로 세포가 분열하도록 지시하는 유전자의 과다 활성화를 촉발하거나 암 발생을 억제하는 유전자의 불 활성화를 야기 할 수 있습니다. 돌연변이 된 세포가 분열하면 돌연변이를 딸세포로 전달합니다. 이것은 우리가 암으로 인식하는 기능하지 않는 비정상적인 세포의 축적으로 이어진다.

우리 실험실 특정 암을 어떻게 이해하는지에 초점을 맞추고 있습니다. 만성 골수성 백혈병 또는 CML - 작동합니다. 매년 700 환자보다 영국과 100,000 이상 전세계 - CML로 진단됩니다. 최근 진보 후, 거의 90 % 65 시대의 환자들은 현재 5 년 이상 생존 해 있습니다.

그러나 대다수의 환자에서 CML은 현재 치료가 불가능하며 평생 치료는 환자가 부작용과 약물 내성 발생 기회가 있어야 함을 의미합니다. 생존하는 CML 환자 수가 증가함에 따라 (연간 환자 당 £ 40,000와 70,000 사이의 치료 비용), 보건 서비스에 대한 부담이 커지고 있습니다.

단일 돌연변이

CML은 아마 암에서 유일하다. BCR-ABL질병 생물학의 기초가된다. 이 돌연변이는 백혈병 줄기 세포백혈병 세포가 건강을 유지하고 혈액 생성의 과정을 막음에 따라 혈액 및 골수 전체에 전파됩니다. BCR-ABL의 존재는 수천 개의 유전자의 활동에 영향을 미치고, 차례로 이들 세포가 정상 세포 기능을 수행하지 못하게합니다.

약물 특히이 돌연변이의 이상 효과를 중화시키는 것은 2000 초기의 클리닉에 소개되었다. 이 약들은 CML 환자 치료에 혁명을 일으켰습니다. 많은 사람들이 이제는 백혈병으로 비교적 정상적으로 생활 할 수 있습니다.

그러나 이들 약물이 원래 돌연변이 된 백혈병 줄기 세포의 성숙한 딸 세포를 죽이는 동안, 그들은 암과의 싸움에서 "마술 총알"로 초기 청구까지 완전히 이행하지 못했다. 백혈병 줄기 세포의 원래 "종자"개체군 치료를 회피하다, 골수에서 휴면 중이다. 치료가 철회 될 때 새로운 암 성장을 자극합니다.

진정으로 CML을 치료하려면 우리는 백혈병 줄기 세포를 폭로하고, 내부 작용을 이해하고, 뿌리 뽑아야합니다. 그리고이를 위해 우리는 그들에 대해 더 많이 알 필요가 있습니다. 그렇게 성숙한 사람들을 쉽게 죽이는 치료에서 어떻게 살아남을 수 있습니까? 과잉 또는 비활성 유전자가 그들을 보호합니까?

우리는 이러한 질문에 대한 답변이 생물학적 "빅 데이터"분석에 있다고 믿습니다. 게놈 규모의 기술은 이제 과학자들이 주어진 세포 집단, 심지어는 단일 세포 수준에서 게놈의 모든 유전자의 활동 (또는 "발현")을 동시에 측정 할 수있게합니다. 백혈병 줄기 세포에서 생성 된 발현 데이터와 건강한 혈액 줄기 세포에서 생성 된 동일한 데이터를 비교하면 백혈병과의 싸움에서 잠재적으로 표적이 될 수있는 단일 유전자 또는 유전자 네트워크가 밝혀 질 것입니다.

구조 대원 데이터

Bloodwise와 Scottish Cancer Foundation이 자금을 지원하는 프로젝트에서 우리는 LEUKomics. 이 온라인 데이터 포털은 글래스고 대학의 자체 실험실을 포함하여 전 세계의 전문 실험실에서 얻은 풍부한 CML 유전자 발현 데이터를 제공합니다.

우리의 의도는 CML에서 대용량 데이터 분석을 둘러싼 병목 현상을 제거하는 것입니다. 각 데이터 세트는 수동 품질 검사를받으며 필요한 모든 계산 처리 유전자 발현 정보를 추출한다. 이를 통해 이전에는 특수화 된 계산 방법에 대한 교육없이 학계 또는 임상의가 쉽게 접근 할 수 없었던 데이터에 즉시 액세스하고 해석 할 수 있습니다.

이러한 데이터를 단일 자원으로 통합함으로써 생물 정보 학자 (생물 정보학의 빅 데이터 분석 전문가)가 대규모의 계산 집약적 인 연구 노력을 할 수있게합니다. 전산적인 관점에서 CML이 단일 돌연변이에 의해 유발된다는 사실은 암 줄기 세포에 대한 매력적인 질병 모델이됩니다. 그러나 기존 데이터 세트는 샘플 수가 적어 잠재력을 제한 할 수 있습니다.

이용 가능한 샘플이 많을수록 암 줄기 세포의 생물학적 특성에 중요한 영향을 미칠 수있는 미묘한 변화를 감지 할 수있는 힘이 커집니다. 전 세계적으로 이용 가능한 모든 CML 데이터 세트를 통합함으로써 데이터 세트 당 2 개에서 6 개까지 100 이상으로 샘플 크기를 크게 늘 렸습니다. 이것은 유전자 발현 데이터를 분석하여이 질병의 기본 메커니즘을 폭로 할 수있는 전례없는 기회를 제공합니다.

3 월 2017 현재, 문 공개 도메인에서 실행됩니다. 우리는 스코틀랜드를 여행하고 국제 회의에 참석하여 연구원이이 새로운 자원을 최대한 활용할 수 있도록 훈련시키는 것을 목표로합니다. 궁극적으로이 도구가 CML과의 전쟁에서 새로운 아이디어와 접근 방식을 이끌어 내고 더 많은 자금을 모으기를 바랍니다. 또한 전 세계의 연구 센터에서 실시간으로 CML 데이터를 지속적으로 확장하는 동안 다른 유형의 백혈병 데이터도 통합 할 계획입니다.

최근에는 표적 치료법이 대단히 중요한 암 연구에서. 이 데이터를 CML 연구 커뮤니티에 제공함으로써 LEUKomics우리는 암 유발 백혈병 줄기 세포에 대한 새로운 연구를 동원하여 궁극적으로 건강한 세포에 영향을주지 않고 표적화 할 수있는 치료법을 개발하기를 희망합니다. 우리의 데이터베이스는이 과정에서 중요한 디딤돌을 제공합니다.