Los nuevos métodos, nuevas matemáticas de detección de velocidad de la malaria resistente a los fármacos

Abril 25, 2016 Admin Salud 0 4
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Investigadores de la Universidad Case Western Reserve han desarrollado técnicas para identificar de forma rápida evolución de la farmacorresistencia en cepas de malaria. Su objetivo es permitir a la comunidad médica para reaccionar rápidamente a la resistencia inevitable y con ello salvar vidas, aumentando la vida útil de los fármacos utilizados contra la enfermedad.

Actualmente, la vigilancia de la enfermedad requiere de meses de ensayos clínicos. Los nuevos métodos pueden proporcionar más información en unos días, y mucho más barato.

Los investigadores adaptaron el análisis genético y el análisis matemático para descubrir y realizar un seguimiento de la inmunidad de fármaco de la forma más mortal de la enfermedad, causada por el parásito Plasmodium falciparum. Pero, la tecnología podría utilizarse para otras formas de la malaria y otras enfermedades.




Los investigadores informan de su trabajo en la revista en línea BioMed Central Genética.

"Cada año un estimado de 1 a 2.500.000 niños mueren como resultado directo de la malaria, una estimación conservadora es que un niño muere de malaria cada 30 segundos", dijo Peter Zimmerman, profesor de salud internacional en la Escuela de la Reserva Case Western Medicina. "La vigilancia más precisa de la resistencia a los medicamentos en las poblaciones de parásitos de la malaria reduce el número de muertos."

La detección temprana de la resistencia permite a los trabajadores de atención de salud para ajustar los tratamientos temprano, idealmente antes de que la resistencia se establece plenamente en una población y elimina un medicamento para su uso, dijo.

"No existe una vacuna para parásitos de la malaria, dependiente de las drogas y la amenaza más grande es que los parásitos siguen evolucionando resistencia", dijo Carol Hopkins Sibley, profesor de ciencias del genoma en la Universidad de Washington y el director científico de la WorldWide Red de Resistencia contra la malaria. Ella no participó en la investigación.

"Ellos vinieron con una mejor manera de identificar la resistencia", dijo Hopkins Sibley. "Usted puede mirar en cientos o miles de muestras en un día o dos. Eso elimina una gran cantidad de trabajo y los gastos."

Una clave, dicen los investigadores, está utilizando un análisis matemático no tradicional que era más preciso que los métodos tradicionales.

Zimmerman ha liderado el desarrollo de los ensayos que se llevan a unas pocas gotas de sangre de un paciente y marcadores moleculares marcadores asociados con la infección con perlas fluorescentes. Uno bloquea etiquetas fluorescentes en una forma de P. falciparum sensible a los fármacos otra etiqueta marca la forma resistente a los medicamentos.

Los ensayos son lo suficientemente sensibles para detectar el cambio de un solo nucleótido - una posición entre millones en el genoma del parásito - que ha mutado y hecho los parásitos resistentes a los medicamentos.

Pero, debido a que hay poca diferencia entre las cepas, y las señales fluorescentes, por lo tanto, el análisis tradicional no proporcionó un panorama preciso de que, entre los 264 voluntarios de Papua, Nueva Guinea, y está infectado por este.

En un análisis tradicional, las infecciones se representan en la fuerza de la señal fluorescente como puntos en un gráfico cartesiano. Infecciones grupo sensible a los medicamentos a lo largo del eje X, a lo largo del eje y la resistente a los medicamentos. Los que tienen ambas infecciones sería un término medio, y los que no tienen la infección se agruparían en donde se encuentran los ejes - en cero.

Pero, incluso cuando una desviación estándar se introdujo para dar cuenta de cruce entre las señales fluorescentes, Zimmerman no fue siempre una clara delimitación de las personas infectadas y con qué.

El ex comandante de matemáticas de Drew P. Kourí, que se ha graduado ya, trabajó en el laboratorio de Zimmerman y tomó el problema de Pedro J. Thomas, profesor asistente de matemáticas y biología. Ellos descubrieron que podían producir una imagen precisa por el trazado de los puntos de datos en coordenadas polares.

"La matemática detrás del método es bastante simple", dijo Thomas. "La clave de que Drew y yo hemos notado es que la diafonía entre señales involucrada una relación constante de señales. Coordenadas polares naturalmente implica relaciones y así que decidimos probarlo."

En este método, el eje x es igual a la fluorescencia de la infección sensible a los fármacos, y el eje y es igual a la fluorescencia para resistente a los fármacos. Las 264 muestras de sangre se dibujan como puntos entre los ejes de acuerdo con la intensidad de la señal.

La distancia y el ángulo de cada punto de cero se calculan, y la información es gráficamente con el eje x igual a la distancia y el ángulo y. Los resultados: 4 grupos distintos que reflejan los cuatro posibles diagnósticos.

Utilizando el análisis de coordenadas polares, 86 de las 264 muestras fueron reclasificados.

Zimmerman dijo que se necesitan más estudios para verificar que la resistencia a un medicamento específico está asociado con variantes genéticas específicas.

Thomas dijo que podría buscar financiamiento para la producción de un programa de ordenador que procesa automáticamente los datos en coordenadas polares ". Si hemos creado una herramienta para el análisis de datos basado en la web, que podría ser útil para los investigadores en el campo sin necesidad de conocimientos de matemáticas especialista "

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