Pacjenci z sepsą mogą być leczeni w oparciu o reakcję układu odpornościowego na infekcję, a nie objawy.

Nowe badania odkrywają, jak różni ludzie reagują na sepsę na podstawie ich genów, co może pomóc w określeniu, kto odniesie korzyść z określonych metod leczenia, i doprowadzić do opracowania terapii celowanych.

Zespół z Wellcome Sanger Institute i Uniwersytetu Oksfordzkiego wraz ze współpracownikami oparł się na swoich wcześniejszych pracach, podczas których zidentyfikowano różne podgrupy pacjentów chorych na sepsę. Chcieli lepiej zrozumieć, dlaczego reakcja na sepsę jest różna u poszczególnych pacjentów i jakie są różne podstawowe szlaki odpowiedzi immunologicznej.

Badanie opublikowane w Genomika komórkiszczegółowo opisuje genetyczne podstawy zmienności reakcji na sepsę oraz różne regulatory i typy komórek biorące udział w różnych odpowiedziach immunologicznych w każdej podgrupie pacjentów.

Bardziej szczegółowe zrozumienie sepsy na poziomie molekularnym mogłoby pomóc w zidentyfikowaniu tych, którzy odnieśliby korzyści z różnych terapii, pomagając w projektowaniu szybkich testów, organizowaniu badań klinicznych i opracowywaniu ukierunkowanych terapii w oparciu o indywidualną odpowiedź immunologiczną.

Ostatecznym celem jest szybsze otrzymanie przez pacjentów najskuteczniejszego leczenia sepsy, w oparciu o odpowiedź immunologiczną, a nie objawy. W przyszłości to podejście do medycyny spersonalizowanej można będzie zastosować także w przypadku innych mniej poważnych infekcji, nie tylko sepsy.

Szacuje się, że sepsa jest przyczyną około 11 milionów zgonów rocznie na całym świecie, przy czym jeden zgon następuje co trzy sekundy. W samej Wielkiej Brytanii co najmniej 245 000 osób cierpi na sepsę, a 48 000 osób umiera każdego roku.

Sepsa pojawia się, gdy organizm reaguje skrajnie na infekcję i uszkadza własne tkanki i narządy. Sepsa może powodować różne reakcje immunologiczne u różnych osób. W zależności od tej odpowiedzi immunologicznej leczenie jest różne. Jednak na podstawie samych objawów trudno jest określić, która reakcja zachodzi. Sepsa może szybko postępować, a niewłaściwe leczenie może skutkować stratą cennego czasu.

Wcześniej naukowcy z Wellcome Sanger Institute i Uniwersytetu Oksfordzkiego wraz ze współpracownikami ustalili, w jaki sposób ekspresja niewielkiego zestawu genów pozwoliła im sklasyfikować osoby najbardziej narażone na gorsze wyniki w przypadku sepsy i Covid-19.

Opierając się na swoich wcześniejszych pracach, w nowym badaniu zespół zbadał wpływ wariantów genetycznych regulujących ekspresję genów, znanych jako locus cechy ilościowej ekspresji (eQTL). Zapewnia to wgląd w to, jak geny danej osoby mogą wpływać na sposób, w jaki reaguje ona na sepsę. Informacje te mogą pomóc w sklasyfikowaniu osób, które odniosłyby korzyści z terapii celowanych, które działają na układ odpornościowy na różne sposoby.

Zespół przeanalizował dane z brytyjskiego badania Genomic Advances in Sepsis (GAinS), które objęło 1400 pacjentów z sepsą spowodowaną pozaszpitalnym zapaleniem płuc i kałowym zapaleniem otrzewnej, przebywających na oddziałach intensywnej terapii w Wielkiej Brytanii.

Odkryli, że zmienność genetyczna w grupach pacjentów jest powiązana z różnicami w odpowiedzi immunologicznej podczas sepsy. Następnie wykorzystali tę wiedzę do zidentyfikowania kluczowych regulatorów genetycznych w każdej grupie, pomagając opisać sieci biologiczne, komórki i mechanizmy zaangażowane w każdą reakcję.

Zrozumienie sieci regulacyjnych leżących u podstaw różnych reakcji pacjentów dostarcza dodatkowych informacji do opracowania terapii działających na układ odpornościowy i stanowi krok w kierunku medycyny spersonalizowanej w leczeniu sepsy.

W ramach powiązanych badań dr Julian Knight z Uniwersytetu Oksfordzkiego opracowuje także szybkie testy identyfikujące różne podtypy sepsy. Mają one na celu szybkie wskazanie tych, którzy odnieśliby korzyść z ukierunkowanego leczenia.

Następnym krokiem byłoby dalsze badanie odpowiedzi immunologicznej w celu znalezienia ukierunkowanych metod leczenia każdej odpowiedzi immunologicznej lub różnych etapów odpowiedzi immunologicznej.

Doktor Katie Burnham, pierwsza autorka z Wellcome Sanger Institute, powiedziała: „Nasze badanie to kolejny krok w kierunku leczenia sepsy w oparciu o geny danej osoby i jej szczególną odpowiedź immunologiczną, a nie objawy, które mogą znacznie różnić się w zależności od osoby. W naszym badaniu zidentyfikowaliśmy dwie grupy ludzi z przeciwną reakcją immunologiczną i zidentyfikowaliśmy zaangażowane w nie regulatory genetyczne.

„Możliwość molekularnej kategoryzacji pacjentów z sepsą pozwala klinicystom prawidłowo określić, kto może odnieść korzyść z dostępnych metod leczenia, i wyznacza nowy kierunek osobom opracowującym terapie celowane”.

Doktor Julian Knight, współautor z Uniwersytetu Oksfordzkiego, powiedział: „Zrozumienie, kto jest bardziej narażony na posocznicę i jak osoby te reagują na chorobę, to ogromne zadanie. Badania takie jak to pozwalają głębiej poznać podstawy molekularne choroby, pomaga w ciągłym opracowywaniu testów, które mogłyby zidentyfikować różne podtypy sepsy i umożliwić lekarzom natychmiastowe jej leczenie.

„Nasze badania można bezpośrednio przełożyć na zastosowania kliniczne i mamy nadzieję, że pozwolą nam rozpocząć opracowywanie skutecznego, ukierunkowanego podejścia do leczenia tej zagrażającej życiu choroby”.

Doktor Emma Davenport, współautorka z Wellcome Sanger Institute, powiedziała: „Sepsa to skomplikowana i wyniszczająca choroba, która każdego roku dotyka miliony ludzi na całym świecie. Zrozumienie procesów molekularnych zachodzących podczas sepsy oraz wpływu genetyki na odegrać w tym rolę, może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na od dawna zadawane pytania, poprawić wyniki pacjentów i umożliwić opracowanie skutecznych badań klinicznych, które możliwie najszybciej doprowadzą do nowych ukierunkowanych terapii”.