Nieuws Big data kan afweerreactie voorspellen

22 mei 2018

Genetische aanleg heeft een belangrijke invloed op de regulatie van de afweerrespons. Maar niet-genetische factoren, zoals de samenstelling van ons microbioom, spelen ook een belangrijk rol. Door deze genetische en niet-genetische informatie in een computermodel te stoppen, konden onderzoekers van het Radboudumc en UMCG voorspellen of proefpersonen een adequate afweerreactie ontwikkelen tegen bepaalde infecties. De resultaten van dit onderzoek verschenen op 21 mei in Nature Immunology.

De werking van het afweersysteem varieert behoorlijk tussen mensen. Door deze variatie kan de een beschermd zijn tegen bepaalde ziekteverwekkers, terwijl de ander wel ziek wordt. Er is nog weinig bekend over de oorzaken van deze variatie. Om hier meer kennis over te vergaren, brachten onderzoekers van het UMCG en het Radboudumc zowel genetische als niet-genetische factoren in kaart die de sterkte van de afweerrespons reguleren. 
 
Cytokines
Voor de studie bekeken de onderzoekers de afweerreactie van 500 proefpersonen uit het Human Functional Genomics Project. Van deze mensen isoleerden ze bloedcellen, waaraan ze in het laboratorium ziekteverwekkers toevoegden, zoals bacteriën, schimmels, of virussen. Vervolgens maten ze moleculen met een belangrijke regulerende rol in de afweer, de zogenaamde cytokines. Bloedcellen scheiden cytokines uit als zij indringers detecteren.
 
Afweerreactie
De onderzoekers vergeleken de uitkomsten van de cytokinemetingen met een zeer grote hoeveelheid medische data van de 500 individuen, zoals de genetische aanleg, samenstelling van het microbioom, cholesterolwaarden en andere stofwisselingsproducten. Door deze vergelijkingen konden de onderzoekers vaststellen welke factoren de aanmaak van cytokines, en daarmee een goede afweerreactie, het sterkst beïnvloeden.  
 
Rekenmodel
De genetische aanleg van de proefpersonen bleek de belangrijkste factor te zijn die de afweerrespons reguleert. Daarnaast bleek dat de combinatie van niet-genetische factoren een grote rol speelt in de afweerregulatie. “We hebben een rekenkundig model ontwikkeld dat op basis van al deze beschikbare ‘big data’  voorspelde welke individuen een adequate afweerrespons zouden ontwikkelen tegen bepaalde infecties”, zegt hoogleraar Experimentele Interne Geneeskunde Mihai Netea.
 
Voorspellen
Het model wees uit dat de capaciteit om cytokines te produceren correleerde met het voorspelde genetische risico op de ontwikkeling van complexe ziekten. Onderzoeker Yang Li: “Het is de verwachting dat we met behulp van dit soort modellen in de toekomst kunnen voorspellen welke individuen beschermd zijn tegen infecties, en wie moet oppassen en misschien voorzorgsmaatregelen moet nemen.”
 
Verschillen verklaren
Tot nu is de invloed van genen en omgevingsfactoren op de variatie in cytokineproductie alleen in kleine studies onderzocht, bij een beperkt aantal ziekteverwekkers. Het Human Functional Genomics Project, onder leiding van hoogleraren Mihai Netea en Leo Joosten van het Radboudumc, hoogleraar Cisca Wijmenga van het UMCG en hoogleraar Ramnik Xavier van het Broad Institute van MIT en Harvard, wil daar verandering in brengen. De komende jaren onderzoeken zij bij een aantal groepen van honderden gezonde vrijwilligers en patiënten hoe verschillen in cytokineproductie zijn te verklaren. Daarmee is het de meest omvangrijke studie ooit op dit gebied.
 
Publicatie in Nature Immunology:
Olivier B. Bakker, Raul Aguirre-Gamboa, Serena Sanna, Marije Oosting, Sanne P. Smeekens, Martin Jaeger, Maria Zorro, Urmo Võsa, Sebo Withoff, Romana T. Netea-Maier, Hans J.P.M. Koenen, Irma Joosten, Ramnik J. Xavier, Lude Franke, Leo A.B. Joosten, Vinod Kumar, Cisca Wijmenga, Mihai G. Netea, and Yang Li
Integration of multi-omics datasets and deep phenotyping enables prediction of cytokine production in response to pathogens
https://www.nature.com/articles/s41590-018-0121-3   
 

Meer informatie


Marcel Wortel

persvoorlichter

(024) 81 87389


Anne van Kessel

persvoorlichter

(024) 30 92373

Meer nieuws


14 Radboudianen in top meest geciteerde wetenschappers

12 december 2018

Op de lijst met de 1 procent meest geciteerde wetenschappers van de afgelopen tien jaar, staan 14 wetenschappers die verbonden zijn aan het Radboudumc of de Radboud Universiteit.

lees meer

Onderzoek geneesmiddel zeldzame ziekte kan efficiënter en patiëntgerichter Nieuwe toepassing Bayesiaans gecombineerde N=1 trialmethode

12 december 2018

Om te beoordelen of een geneesmiddel voor een zeldzame ziekte effect heeft, is grootschalig onderzoek met een gerandomiseerde klinische studie niet altijd meer nodig, zeggen onderzoekers van de afdeling Neurologie en Health Evidence van het Radboudumc.

lees meer

Metalen implantaat maakt medicijn Doelgerichte therapie tegen bacteriële infecties

11 december 2018

Onderzoekers van het Radboudumc hebben ontdekt dat het ijzer in metalen implantaten medicijnen zoals antibiotica kan activeren. Op deze manier kunnen antibiotica in het bloed uitsluitend bij een implantaat infecties actief onderdrukken.

lees meer

Kleine groep patienten krijgt meniscusprothese Kunstmeniscus moet leiden tot minder pijn en betere belasting van de knie

10 december 2018

ATRO Medical BV heeft toestemming van de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd om de meniscusprothese Trammpolin® te implanteren bij achttien patiënten. Dit doet ATRO Medical BV samen met het Radboudumc, het Maastricht UMC+ en de Sint Maartenskliniek

lees meer

CardiacBooster ontwikkelt ondersteuningsapparaat voor cruciale dagen na hartinfarct Spin-off Radboudumc ontvangt kwart miljoen van RedMedTech Discovery Fund II

4 december 2018

CardiacBooster, spin-off van het Radboudumc, heeft een lening ontvangen van het RedMedTech Discovery Fund II. Dit versnelt de ontwikkeling van een apparaat dat de pompfunctie van het hart ondersteunt in een kritieke fase na een hartinfarct.

lees meer

MRI verbetert opsporing van prostaatkanker Bij de helft van de mannen is de ‘weefselprik’ niet meer nodig.

3 december 2018

Goed nieuws voor de ruim 40.000 mannen die jaarlijks met een verhoogde PSA-waarde naar het ziekenhuis gaan voor prostaatonderzoek. Bij een normale MRI is geen echogeleid biopt, of ‘weefselprik’ meer nodig.

lees meer
  • Snel naar