Los científicos pusieron monitoreo interactivo de la gripe al alcance del público

Mayo 28, 2016 Admin Salud 0 1
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Los investigadores vincularon muchos sistemas informáticos de gran alcance en conjunto para analizar enormes cantidades de datos genéticos obtenidos de todos los aislamientos a disposición del público de que el virus H5N1 - la causa de la gripe aviar. Después desarrolló una nueva aplicación basada en la web que permitirá a las autoridades de salud y al público a visualizar cómo el virus se mueve a través del mundo a través de Google Earth.

Las visualizaciones resultantes, con base en los resultados del análisis de datos, representan el mapa más completo hasta la fecha de cómo la gripe aviar se ha transmitido entre los sitios de Asia, África y Europa.




Pero subyacente a estos hallazgos es una nueva forma de analizar los datos genéticos que genera información más completa sobre la propagación de la gripe. El método, combinado con la creciente disponibilidad de secuenciado los genomas de cepas de la gripe aislados, se espera que ayude a los funcionarios de salud pública hacen predicciones con más conocimientos sobre cómo la pandemia de gripe H1N1 evolucionará.

"Estamos tomando en cuenta más datos, pero al mismo tiempo, estamos haciendo visualizaciones simples, permitiendo a los usuarios elegir lo que quieren ver", dijo Daniel Janies, profesor asociado de la informática biomédica en la Ohio State y autor principal del estudio.

"Hemos creado un ambiente en el cual las personas pueden utilizar la información para influir en su región específica del mundo o su área de interés. Vadeamos a través de todas las complejidades que la gente en el campo de la salud pública que quieren determinar cómo un virus de la gripe tiene desde el punto A al punto B puede descubrir eso, y vamos a tener mejores resultados que la salud pública como consecuencia de ello. "

La investigación aparece en línea en la revista cladística.

El entorno de la investigación ha cambiado dramáticamente desde 1997, cuando un brote de gripe aviar en Hong Kong alertó a las autoridades de salud a los peligros para los seres humanos, Janies señaló. La tecnología detrás del proyecto del genoma humano ha mejorado para permitir la rápida sucesión de numerosos genomas, y fuera de la transmisión de la gripe aviar ha animado a los científicos para que los datos de la secuencia viral en el dominio público. Al mismo tiempo, la potencia de cálculo se continúa expandiéndose.

Janies y sus colegas obtuvieron secuencias de alta calidad de la gripe aviar que figura en el repositorio de los Institutos Nacionales de Salud y la Iniciativa Mundial sobre Compartiendo aviar GenBank datos Influenza (GISAID). A continuación, se centró en el estudio de dos genes en el virus cuyas mutaciones se cree que tienen el mayor impacto en el comportamiento H5N1: la hemaglutinina, que produce la proteína que reconoce el receptor de la célula huésped, y la neuraminidasa, una enzima que ayuda al virus escapar de una célula de modo que pueda entrar en otras células.

Los investigadores utilizaron 1.646 secuencias de hemaglutinina y neuraminidasa de 1335 en este estudio.

Los biólogos construyen lo que se llaman los árboles filogenéticos para trazar las relaciones evolutivas entre las especies o cepas que se cree que comparten un ancestro común. Estos árboles diagramas ramificados 'pueden ser diseñados para supervisar las similitudes en las características físicas, por ejemplo, en el estudio de los dinosaurios, para el que los datos genéticos no se pueden recuperar fácilmente. O, en el estudio de la influencia, los árboles pueden mostrar cómo las cepas virales están relacionados en base a mutaciones compartidas.

En el pasado, los científicos - incluyendo Janies - han seleccionado un solo árbol filogenético para representar virus relacionados que comparten mutaciones. Pero en este artículo, los investigadores utilizaron el poder de las supercomputadoras para generar millones de árboles que representan las relaciones entre estos miles de virus. Ellos escogieron un grupo de miles de árboles de alta calidad basados ​​en un sistema de puntuación en el campo de la bioinformática para usar en sus análisis de la transmisión de enfermedades.

Entonces, los científicos preguntaron de estos árboles - ¿Cuáles son las conexiones geográficas entre las cepas virales aisladas?

Estos diagramas obtenidos se utilizaron como base para un mapa interactivo que recorre la historia de la gripe aviar genética, geográfica y evolución en 12 años. El linaje de la gripe aviar altamente patógena que cruzaron de Asia y África se remonta a un tramo aislado de un ganso en 1996. Los datos genéticos poco está disponible para los virus H5N1 aislados antes.

Para evitar la creación de un mapa complejo que se ve como "spaghetti arrojados en la pantalla," Janies y sus colegas también simplifican el diseño del mapa. Líneas verdes representan vías de transmisión más fuertemente apoyados por los resultados de la investigación. Las líneas amarillas indican menos certeza. Las líneas también son de color diferente dependiendo indican que un virus entra o sale de un lugar específico. Y los usuarios pueden buscar vías de transmisión específicos en lugar de ver todos los eventos difundidos en el mapa al mismo tiempo.

Los mapas representan la mejor aproximación de transmisión de la gripe aviar en base a la información científicos disponibles, explicó Janies. Sin acceso a cada genoma completo de todos los virus de la gripe que nunca infectado un pájaro o humano, los investigadores no pueden rastrear por completo las relaciones evolutivas, historias genéticas y lugares específicos de cada saliente transmisión viral como de entrada.

"Recopilar y compartir datos como sea posible y dejar que los datos cuentan la historia", dijo. "Vamos a ser honestos acerca de la incertidumbre de nuestros resultados pueden tener - pero incluso con datos parciales, podemos inferir mucho de un virus en un área basada en sus fuentes".

El método ya se ha aplicado a los estudios de la gripe H1N1 actualmente infecta a millones de personas en los Estados Unidos. La cooperación internacional dirigida por el NIH, GISAID y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades ha dado lugar a la fácil disponibilidad de las secuencias de la gripe H1N1 para el estudio.

"Con lo que tenemos hasta ahora, podemos ver la propagación del H1N1 fuera de los Estados Unidos y en todo el mundo. Hay una dinámica diferente, ya que es un virus transmitido por los seres humanos, que son cosmopolitas y se mueve en ambas direcciones, "dijo Janies. "Es también un virus que se transmite a todo el mundo dentro de unos meses, y sigue siendo similar a la de sus antepasados."

H5N1, por otro lado, se ha deslizado a través de Asia y Europa y África durante más de una década y tomó mutaciones a lo largo del camino, señaló. Mientras que el H1N1 se ha extendido más rápidamente, es mucho menos mortal para los humanos que el virus H5N1 - lo que significa que sigue siendo útil para el mundo para mantener un ojo sobre la gripe aviar, dijo Janies.

Puntos de vista de su grupo le ayudará a hacer eso posible.

La potencia de cálculo utilizado en este estudio fue proporcionado por el Centro de Supercomputación de Ohio y el Centro Médico de la Universidad del Estado de Ohio. La investigación está financiada por el Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos y la Oficina del Departamento de Estado de Ohio de Informática Biomédica y el Instituto de Biociencias Matemáticas (MBI) en el estado de Ohio.

Janies realizó el trabajo con Rasmus Hovmцller, Boyan Alexandrov y Jori Hardman del Departamento de Informática Biomédica del Estado de Ohio. Hovmцller es también un investigador del MBI.

Las pantallas y aplicaciones están disponibles en línea en http://routemap.osu.edu.

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