NSF Gelişmiş Hesaplama Preeklampsi Araştırma ve Potansiyel Tedavileri Hızlandırır
Her yıl, preeklampsi-hayatı tehdit eden bir gebelik komplikasyonu-Amerika Birleşik Devletleri'ndeki 25 beklenen anneden yaklaşık 1'ini etkiler. 20 haftalık hamilelikten sonra aniden ortaya çıkan, hem anne hem de bebek için tehlikeli derecede yüksek tansiyon, erken doğum ve uzun süreli sağlık sorunlarına yol açabilir. Şiddetine rağmen, preeklampsinin temel nedenleri tam olarak anlaşılamamıştır ve tedavi seçenekleri sınırlıdır.
Şu anda, preeklampsi için tek etkili tedavi, genellikle bebek için erken doğum ve ilişkili sağlık risklerine yol açan plasentanın erken doğumudur. Araştırmacılar plasenta'nın hastalıkta merkezi bir rol oynadığını bilse de, işlev bozukluğunun kesin nedenleri belirsizliğini korumaktadır. Bu anlayış eksikliği, preeklampsiyi etkili bir şekilde tahmin etmeyi, önlemeyi veya tedavi etmeyi zorlaştırır.
UC San Diego'daki araştırmacılar bu zorlukları NSF destekli hesaplama kaynaklarının yardımıyla ele alıyorlar. Ekip, sağlıklı ve preeklamptik gebeliklerden plasental dokuyu karşılaştırmak için büyük ölçekli RNA sekanslama analizi yapmak için San Diego Supercomputer Center'ın genişliği gibi gelişmiş bilgi işlem sistemlerinden yararlandı-hastalıkta farklı şekilde davranan genleri tanımlamak için yeni generasyon sıralama verilerinin terabaytlarını karşılaştırdı.
Exancese ayrıca ekibin, bilim adamlarının laboratuvarda hastalığı yeniden yaratmalarına ve düşük oksijen gibi stres koşullarının plasental gelişimini nasıl etkilediğini gözlemleyen indüklenmiş pluripotent kök hücreler (IPSC'ler) kullanarak bir model preeklampsi sistemi geliştirmesini sağladı. Bu anormal koşulları çoğaltarak ekip, preeklampsinin başlangıcında kritik bir rol oynayan iltihaplanma ve kan damarı büyümesi gibi biyolojik yolları belirledi.
Bu atılımlar bilim adamlarının hastalık hakkında nasıl düşündüklerini dönüştürüyor. Araştırmacılar, 1.700'den fazla plasentayı (preeklampsi hastasından 300'den fazla) inceleyerek, preeklampsinin tek bir bozukluk olmadığını, ancak bazıları maternal kan akışına, bazıları fetal damar gelişimine veya immün sistemi disfonksiyonuna bağlı farklı alt tipler koleksiyonu keşfettiler. IPSC modelleri şimdi bu alt tipleri daha fazla incelemek için kullanılmaktadır, kişiselleştirilmiş algılama belirteçleri ve hedefli tedavilerin yolunu açmak için kullanılmaktadır. Araştırma ekibi ayrıca, laboratuvarda yetiştirilen plasental modellerini kullanarak her bir alt tip için terapileri test etmek için gelecekteki yüksek verimli ilaç taramasına hazırlanmaktadır.
Daha geniş etkiler derindir: Preeklampsinin erken tespiti komplikasyonları önleyebilir, hayat kurtarabilir, pahalı erken doğumları azaltabilir ve anneler ve bebekler için sağlık sonuçlarını iyileştirebilir. Bu araştırma aynı zamanda plasenta ile ilişkili diğer gebelik bozukluklarını incelemek için yeni bir platform oluşturur.
Araştırma, süper bilgisayar tahsisleri tarafından sağlandı. NSF Aşırı Bilim ve Mühendislik Keşif Ortamı yol veren proje NSF Gelişmiş CyberinFrasture Koordinasyon Ekosistemi: Hizmetler ve Destek Program, araştırma topluluğunu ileri düzey bilgi işlem ve veri kaynaklarına bağlayan ulusal bir siber fasya koordinasyon ve destek sistemi NSF Gelişmiş Bilgi İşlem Sistemleri ve Hizmetleri Program.