Astman molekyylifenotyypitys sirppisolutaudissa (MoP-ASC)

Äskettäin astmaa on kuvattu useiden alafenotyyppien häiriöksi yleisestä oireesittelystä huolimatta. Näillä alafenotyypeillä on erilaiset molekyylireitit, ja näiden erojen löytäminen voi johtaa parempiin diagnoosistrategioihin ja uusiin hoitoihin. Useimmat astman kulkureittejä tutkivat tutkimukset perustuvat tutkijan omiin teorioihin ja kokemukseen, joten niitä pidetään puolueellisina. Metabolomiikka, jännittävä ja innovatiivinen tieteenala, edustaa puolueetonta, hypoteesivapaata lähestymistapaa astman molekyylifenotyypin määrittämiseen.

Sirppisolusairaus on yleinen geneettinen sairaus, ja on runsaasti todisteita siitä, että astma on yleinen rinnakkaissairaus, ja astman esiintyvyys on 2–45 prosenttia verrattuna 12,8 prosenttiin afroamerikkalaislapsilla, joilla ei ole sirppisolusairautta. Akuutti rintasyndrooma (ACS) aiheuttaa kuolinsyyn jopa 60 %:ssa sirppisolupotilaiden kuolemista, ja astman ja ACS:n kehittymisriskin ja lisääntyneen kuolemanriskin välillä on vahva yhteys.

Metabolomiikka tutkii koko valikoimaa pieniä molekyylejä, joita esiintyy soluissa, kudoksissa, elimissä ja biologisissa nesteissä, jotka muodostavat metabolomin. Metabolomiikka mittaa proteiini-, geeni- ja ympäristövuorovaikutusten lopputuotteita ja mikä tärkeintä, on lähimpänä fenotyypin ilmentämistä ja tarjoaa mahdollisuuden tutkia geenien ympäristön ja geenien vuorovaikutuksia. Systeemibiologian lähestymistapaa, jossa käytetään metabolomiikkaa, on suositeltu keuhkosairauden ymmärtämiseksi paremmin.

Sirppisolupotilaan astmalla on todennäköisesti molekyylisormenjälki, joka voidaan erottaa ei-sirppisolupotilaan astmasta. Tutkijan erityistavoitteena on verrata astmaa ja sirppisolusairautta sairastavien lasten virtsan metabolomista profiilia astmattomiin lapsiin, joilla on sirppisolusairaus, ja afrikkalaisamerikkalaisten lasten kohorttiin, joilla on astma mutta ei sirppisolusairautta. Hypoteesi on, että astmaa ja sirppisolusairautta sairastavilla lapsilla on ainutlaatuinen metabolominen profiili, joka erottaa nämä potilaat sirppisolusairautta sairastavista lapsista, joilla on hengityshäiriö, joka ei ole astma, ja astmaa sairastavista lapsista, joilla ei ole sirppisolusairautta.

Tutkijat keräävät yhden sylki-, virtsa- ja verinäytteen astmaa ja sirppisolusairautta sairastavilta lapsilta, vain sirppisolusairautta sairastavilta lapsilta ja afroamerikkalaisilta astmaa sairastavilta lapsilta vain metabolomista analyysiä varten. Terveiltä afroamerikkalaisilta lapsilta, joilla ei ole kroonisia sairauksia, otetaan yksi virtsanäyte. Veri varastoidaan tulevaa tutkimusta varten, jossa verrataan veren ja virtsan metabolomista vaihtelua. Tutkijan tavoitteena on käyttää näitä tietoja astmaa sairastavien lasten tunnistamiseen oikein. Nämä tiedot lisäävät tutkijan ymmärrystä mekanismeista, jotka ovat molekyyliastman fenotyypin taustalla sirppisolusairaudessa, minkä pitäisi johtaa astman kohdennetumpaan hoitoon sirppisolusairaudessa. Tutkijoiden pitkän aikavälin tavoitteena on vähentää sirppisolusairautta sairastavan lapsen astmataakkaa (kipu, ACS ja kuolema) käyttämällä tätä innovatiivista systeemibiologian lähestymistapaa.