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

06 21 10 54 33

Anne van Kessel

persvoorlichter

0621197389

Meer nieuws


Drie Radboudteams doen onderzoek tijdens Lowlands

20 mei 2019

Hoe kun je het beste leren reanimeren? Hoe tevreden ben jij over je piem of poes? En wat vertel jij een vreemde op Lowlands?

lees meer

Metabole ziekten sneller opsporen en behandelen door samenwerking

15 mei 2019

Zes academische centra en de patiëntenvereniging voor metabole ziekten VKS willen de diagnose en behandeling van erfelijke metabole ziekten (stofwisselingsziekten) verbeteren met de lancering van het samenwerkingsverband United for Metabolic Diseases (UMD).

lees meer

Snel duidelijkheid over BRCA mutatie met nieuwe test Gevoelige DNA test faciliteert persoonlijke behandeling eierstokkanker

14 mei 2019

Een nieuwe DNA-test in de tumor spoort bij vrouwen met eierstokkanker bijna twee keer zoveel BRCA-mutaties op als de gangbare test in bloed. Dit schrijven onderzoekers van het Radboudumc deze week in Journal of the National Cancer Institute.

lees meer

Nieuw leven voor oud antibioticum Welkom alternatief voor zeer resistente longinfecties

13 mei 2019

Het oude antibioticum minocycline kan een nieuw leven krijgen in de behandeling van Mycobacterium avium longinfecties. In Journal of Antimicrobial Chemotherapy bepaalden medisch microbiologen Mike Ruth en Jakko van Ingen van het Radboudumc de werkzame dosis ervan.

lees meer

Frank Bosch benoemd tot hoogleraar Acute Interne Geneeskunde

10 mei 2019

Internist-intensivist van Rijnstate, Frank Bosch benoemd tot hoogleraar Acute Interne Geneeskunde bij het Radboudumc.

lees meer

Algoritme berekent aanwezigheid en agressiviteit van prostaattumor Analyseprogramma MRI-scans maakt objectieve diagnose in principe overal mogelijk

9 mei 2019

Een computerprogramma dat MRI-beelden analyseert, kan de aanwezigheid en zelfs de agressiviteit van een prostaattumor betrouwbaar in kaart brengen. Dat schrijven onderzoekers van het Radboudumc met internationale collega’s in het wetenschappelijke tijdschrift Investigative Radiology

lees meer