Zrozumienie i przewidywanie rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych jest głównym wyzwaniem dla globalnego zdrowia publicznego. Opracowano nową metodę o nazwie Epi-Clock, aby pomóc rozwiązać ten problem. Wykorzystuje analizę genetyczną, badanie DNA i RNA w celu zrozumienia mutacji – nadawane zmiany w kodzie genetycznym, które mogą zmienić zachowanie i rozprzestrzenianie się wirusa – oraz warianty, aby wykryć wczesne oznaki potencjalnych ognisk. Badania przeprowadzili dr Cong Ji i dr Junbin Shao z Liferiver Science and Technology Institute, Shanghai ZJ Bio-Tech Co., Ltd., a odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie Heliyon.
Epi-Clock opiera się na metodzie obliczeniowej ZHU, wyspecjalizowanym algorytmie komputerowym stosowanym do wykrywania wzorców w zmianach genetycznych. Jest to narzędzie zaprojektowane do identyfikacji wzorców zmian genetycznych, które pojawiają się przed wybuchem wybuchu. Badanie koncentrowało się na COVID-19, analizując różne zestawy danych genetycznych-informację wynikającą z badania DNA i RNA wirusów w celu śledzenia zmian w czasie-od ognisk, aby znaleźć zmiany związane z rozprzestrzenianiem się wirusa. „Nasze ustalenia sugerują, że różnice genetyczne między gatunkami w rodzinie Coronaviridae mogą wskazywać na etapy przejściowe w ewolucji wirusa, pomagając nam zrozumieć, w jaki sposób dostosowuje się i rozprzestrzenia się między gospodarzami”, wyjaśnił dr Ji. Badając wstawienia i delecje genetyczne, zmiany w materiale genetycznym wirusa, w których nowe sekwencje genetyczne są dodawane lub usuwane, u różnych gospodarzy naukowcy zidentyfikowali kluczowe mutacje, które wpływają na to, jak wirus rozprzestrzenia się i ewoluuje.
Jednym z najbardziej godnych uwagi ustaleń badania dr Ji i dr Shao jest to, że niektóre typy kwasu deoksyrybonukleinowego lub DNA odgrywają główną rolę w zmiany Covid-19 w różnych częściach świata. Badanie podkreśla, w jaki sposób zmiany genetyczne napędzają ewolucję różnych szczepów wirusa, szczególnie w wariantach, różnych wersjach wirusa powstającego z powodu mutacji genetycznych i mogą mieć unikalne cechy, takie jak B.1.640.2 i B.1.617.2 (Delta). Badanie wykazało również, że specyficzne zmiany genetyczne mają tendencję do gromadzenia się tuż przed wybuchem, często zastępując wcześniejsze wersje wirusa. Analizując te zmiany, naukowcy byli w stanie przewidzieć wczesne etapy wybuchu około tygodnia wcześniej.
Praktyczne korzyści płynące z Epi-Clock wykraczają poza analizę wcześniejszych wybuchów. Identyfikując kluczowe zmiany genetyczne, które sygnalizują zbliżający się wybuch, system może pomóc urzędnikom zdrowia podjąć środki zapobiegawcze. „Dzięki Epi-Clock byliśmy w stanie zidentyfikować znaczną liczbę kluczowych zmian genetycznych w wielu krajach, ustanawiając nowy standard przewidywania epidemii”, powiedział dr Shao. Badanie potwierdziło te wyniki przy użyciu wielu niezależnych zestawów danych genetycznych, pokazując, że metoda jest bardzo dokładna w prognozowaniu gwałtownych wirusów.
Podczas gdy EPI-CLOCK stanowi znaczącą poprawę w monitorowaniu wybuchów chorób, naukowcy przyznają, że odgrywają również inne czynniki, takie jak warunki środowiskowe i sposób interakcji wirusów z gospodarzami. Podkreślają, że włączenie tych elementów sprawi, że prognozy będzie jeszcze bardziej dokładne. Mimo to model jest krokiem naprzód w śledzeniu epidemii w czasie rzeczywistym, które obejmuje monitorowanie rozprzestrzeniania się i rozwoju wybuchów chorób w populacjach, a także oferuje przydatne narzędzie dla globalnych agencji zdrowia, aby lepiej przygotować się i reagować na przyszłe wybuchy.
Kontynuując udoskonalanie tego podejścia, dr Ji i dr Shao mają nadzieję na ulepszenie systemów wczesnego zniesienia, pomagając zmniejszyć wpływ chorób zakaźnych na całym świecie. Połączenie śledzenia genetycznego z zaawansowanym modelowaniem komputerowym otwiera nowe możliwości przewidywania i kontrolowania epidemii, zanim szeroko rozpowszechniły.
Referencje dziennika
Cong Ji, Junbin Shao. „Epi-Clock: wrażliwa platforma, która pomaga zrozumieć patogenne wybuchy choroby i ułatwia reakcję na przyszłe wybuchy niepokoju”. Heliyon, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e36162
