هنا نصف بروتوكولا يستخدم أداة إنشاء فرضية إعادة استخدام الأدوية المستندة إلى الويب: "RE: Fine Drugs". يمكن تعديل هذا البروتوكول وفقا لتفضيلات المستخدم على مستوى نوع الاستعلام (الجين أو الدواء أو المرض) و / أو مجموعة الخيارات المتقدمة المتاحة.
مقالة منهجية
هنا نصف بروتوكولا يستخدم أداة إنشاء فرضية إعادة استخدام الأدوية المستندة إلى الويب: "RE: Fine Drugs". يمكن تعديل هذا البروتوكول وفقا لتفضيلات المستخدم على مستوى نوع الاستعلام (الجين أو الدواء أو المرض) و / أو مجموعة الخيارات المتقدمة المتاحة.
الوعد بإعادة استخدام الأدوية هو أنه يمكن استخدام الأدوية الحالية لمؤشرات المرض الجديدة من أجل الحد من التكاليف المرتفعة ووقت الموافقة. الهدف من الأساليب الحسابية لإعادة استخدام الأدوية هو تمكين حلول لاكتشاف الأدوية بشكل أكثر أمانا وأرخص وأسرع. تحقيقا لهذه الغاية ، قمنا بتطوير طريقة جديدة تدمج بيانات النمط الظاهري الجيني والسريري من دراسات GWAS و PheWAS واسعة النطاق مع معلومات مفصلة عن الأدوية حول مفهوم ثلاثيات الأدوية الجينية والأمراض العبثية. أنشأنا "RE: fine Drugs" ، وهي لوحة معلومات تفاعلية متاحة مجانا تعمل على أتمتة عمليات البحث القائمة على الجينات والأمراض والأدوية لتحديد المرشحين لإعادة استخدام الأدوية. تدعم هذه الأداة المستندة إلى الويب واجهة سهلة الاستخدام تتضمن مجموعة من خيارات البحث والتصدير المتقدمة. يمكن إعطاء الأولوية للنتائج بعدة طرق ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ، دعم الأدبيات الطبية الحيوية ، والقوة والأهمية الإحصائية لارتباطات GWAS و / أو PheWAS ، ومؤشرات المرض وأهداف الأدوية الجزيئية. نقدم هنا بروتوكولا يوضح الوظائف المتاحة في نظام "RE: fine Drugs" ويستكشف الخيارات المتقدمة المختلفة من خلال دراسة حالة.
عمليات مكلفة وغير فعالة المرتبطة النهج اكتشاف الأدوية التقليدية، بما في ذلك المخدرات الإنتاجية العالية وفحص مركب الرصاص، وتسهم في التأخر في ترجمة الاكتشافات البحثية إلى العلاجات للمرضى 1،2. مطلوب في المتوسط من 1 مليار دولار أمريكي و15-20 سنة لجلب دواء جديد من مقاعد البدلاء إلى السرير 3. وعلاوة على ذلك، 52٪ من الأدوية فشلت خلال التنمية في المرحلة 1 من التجارب السريرية، وفقط 25٪ من المركبات التي تدخل مرحلة 2 المضي قدما إلى المرحلة كامل 3 دراسات سريرية 4. هدف تطويعها المخدرات أو تموضع المخدرات هو تجديد المخدرات فشلت و / أو العثور على مؤشرات جديدة لأدوية مجازة من أجل تقديم علاجات جديدة لمرضى أسرع ومع نسبة نجاح أعلى. تطويعها المخدرات قد يقلل من زمني لتوفير الأدوية للاستخدام في المرضى الذين يعانون من 3-12 سنة 5. تطبيقات طبية مهمة لتطويعها المخدرات ما يلي: أمراض مع PROGNOS الفقيرةهو وانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة، والأمراض المقاومة للأدوية، والمناطق أبحاث أمراض تعاني نقصا في التمويل والسكان الفقراء والمحرومين المريض.
ويعرف تطويعها المخدرات الحسابية مثل عملية تصميم والتحقق من صحة سير العمل الآلي التي يمكن أن تولد الفرضيات عن مؤشرات جديدة لمرشح المخدرات 6. وقد تم تصنيف أساليب المخدرات تطويعها لأغراض أخرى الحسابية القائمة على أساس الهدف قائم على المعرفة، والمرتكزة على التوقيع، على شبكة، ويستند استهداف آلية، ويمكن أن تكون موجهة من الجينات والأمراض أو المخدرات وجهات النظر. وعلاوة على ذلك، قد النهج الحسابية أن يسرع إثبات صحة مفهوم التجارب التحقق من صحة والدراسات السريرية على نطاق صغير للمرشحين المخدرات أغراض أخرى 7. لقد ذكرت سابقا على "RE: المخدرات بخير"، وهي أداة على شبكة الإنترنت التفاعلية المتاحة بحرية لمكافحة المخدرات وتطويعها لأغراض أخرى جيل الفرضية القائمة على نظرية متعدية العلاقات المخدرات-جين-مرض 8. ز العامOAL من هذه الطريقة لدمج أنواع مختلفة من البيانات المخدرات، الوراثية والسريرية منهجية لتمكين المخدرات تطويعها لأغراض أخرى للمستخدمين من المجتمعات المختلفة، بما في ذلك السريرية والصناعة والمجتمعات التنظيمية. وقد تم الإبلاغ عن الأساليب الأساسية لهذا النظام في السابق لاستخدام دراسة الجينوم على نطاق الجمعيات (GWAS) وعلى نطاق phenome دراسة تكوين الجمعيات (PheWAS) البيانات في مجال مكافحة المخدرات تطويعها لأغراض أخرى البحوث 9،10. وتركيبة جديدة من هذه الأنواع من البيانات يميز webtool لدينا من وسائل القائم المستهدفة الأخرى 6،11.
وRE: نظام المخدرات غرامة يحتوي حاليا 60911 الفرضيات المخدرات تطويعها لأغراض أخرى تغطي 916 المخدرات، 567 الجينات والأمراض 1770. يوفر webtool واجهة سهلة الاستخدام للباحثين تفاعلي بحث الفرضيات تطويعها المخدرات ووضع أولويات لها باستخدام معايير مختلفة. على سبيل المثال، يمكن للمستخدمين تصفية الفرضيات تطويعها المخدرات بدعم في الأدب الطبية الحيوية وdataba التجارب السريريةحد ذاتها، كبيرة ف القيم، خلاف رابطة النسب أو مؤشرات محددة. والشرط الوحيد لهذا النظام هو الوصول إلى الإنترنت.
1. بدء استعلامات من الجينات، المخدرات أو مرض شروط
2. استكشاف خيارات متقدمة
في هذا المثال، تم إدخال الجين "IL2RB" كطلب القائم على الجينات، والتعرف عليها تلقائيا على هذا النحو من قبل وظيفة لصناعة السيارات في التعبئة (الشكل 1). يتم إرجاع تطويعها لأغراض أخرى الفروض اثنا عشر المخدرات لجين IL2RB، كما هو مبين في الشكل 2. صفحة معلومات مفصلة عن معين فرضية تطويعها المخدرات "داكليزوماب" في هذه الحالة، يتم توفيرها من العمود "معلومات" (الشكل 3). تم تصفية النتائج على أن علامة التبويب المخدرات عن طريق جميع نتائج المقابلة لعقار "داكليزوماب"، كما هو موضح في الشكل (4). ويبين الشكل 5 فقط تلك العقاقير مع إشارة معروفة لل"زرع" مرض مصطلح (المصدر: قاعدة بيانات درغ بنك). علامة التبويب جمعية يسمح للمستخدم لتصفية العلاقات SNP-النمط الظاهري من دلالة إحصائية (P ذات القيمة) وحجم التأثير الجيني (نسبة الأرجحية)، الذي يعرف بأنه نسبة احتمالات العلاقات العامةesence من المرض في الأشخاص الذين يعانون من النمط الجيني محددة (SNP أليل) على احتمالات وجود مرض في الأفراد دون أليل SNP. ويبين الشكل 6 النتائج التي تمت تصفيتها تحت علامة التبويب الجمعيات ضمن نطاق ف قيمة ،000001-،05. ويبين الشكل 7 فرضيات تطويعها المخدرات محددة ل "الربو" استنادا إلى مؤشرات جديدة وجدنا في الدراسة. ويبين الشكل 8 النتائج تحت علامة التبويب المحتمل لتصفية من قبل عدد أدنى من 5 خلاصات ميدلاين تحتوي على توارد من حيث المخدرات والمرض. في هذا المثال، يتم استهداف جميع الأدوية النتائج تحت علامة التبويب جين جين "IL2RB"، المقابلة لمصطلح الاستعلام الأصلي (الشكل 9). وأخيرا، يبين الشكل 10 النتائج التي تمت تصفيتها تحت علامة التبويب "العمل" للعودة جميع الأدوية التي تكون بمثابة محفزات على الجينات IL2RB.
SRC = "/ ملفات / ftp_upload / 54948 / 54948fig1.jpg" />
الشكل 1: RE: المخدرات غرامة لوحة القيادة التفاعلية الصفحة الرئيسية. ويمكن للمستخدمين تبدأ استعلام عن طريق إدخال اسم الدواء، دلالة مرض جديد أو رمز الجين. وتقدم أيضا وصلات للأوراق إشارة GWAS وPheWAS اصفا منهجيات لتوليد الفرضيات تطويعها المخدرات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: وظيفة لصناعة السيارات في ملء للإدخالات الاستعلام. وكمثال على ذلك، تم الاعتراف على المدى الاستعلام الجينات "IL2RB" تلقائيا كمصطلح الجينات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الطبقة = "jove_content" FO: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> 
الشكل (3): المخدرات تطويعها لأغراض أخرى جدول النتائج تنتج من الاستعلام القائم على الجين (على سبيل المثال، IL2RB). ويتم إنتاج اثني عشر المخدرات تطويعها لأغراض أخرى فرضيات لهذا الجين IL2RB. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: صفحة معلومات عن المخدرات الفردية من صفحة النتائج. النقر على رمز من العمود "معلومات" يعرض معلومات مفصلة عن داكليزوماب المخدرات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ether.within الصفحات = "1"> 
الرقم 5: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب المخدرات لتصفية من قبل دواء معين. في هذا المثال، يتم عرض ثلاث نتائج لداكليزوماب المخدرات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب المخدرات لتصفية من قبل مؤشرا مرض معين من قاعدة البيانات درغ بنك. وترد جميع العقاقير مع إشارة معروفة لهذا المرض مصطلح "زرع". الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
her.within الصفحات = "1"> 
الرقم 7: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب جمعية لتصفية حسب مستوى أهمية. في هذه الحالة، يتم توفير ثمانية النتائج التي مستوى الدلالة جمعية يندرج ضمن نطاق ف قيمة 0.000001 إلى 0.05 الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 8: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب المرض لتصفية من قبل مؤشرا مرض معين استخرجنا في هذه الدراسة. في هذا المثال، يتم عرض أربعة نتائج الربو كمؤشر المرض الاستخدام الجديد. الرجاء انقر هنا لعرض أكبر فيرسيعلى هذا الرقم.

الرقم 9: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب المحتمل لتصفية من قبل توارد من حيث المخدرات والمرض في خلاصات ميدلاين. في هذا المثال، يتم عرض أربعة النتائج التي يدعمها الحد الأدنى لعدد 5 خلاصات ميدلاين تحتوي على توارد من حيث المخدرات والمرض. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 10: خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب الجينات لتصفية من قبل رمز جين معين، حيث تتوافق مع جميع النتائج لهذا الجين IL2RB المستخدمة في الاستعلام الأصلي. في هذا المثال، نتائج جميع الأدويةوتحت علامة التبويب الجينات المستهدفة لهذا الجين "IL2RB"، المقابلة لمصطلح الاستعلام الأصلي. خيار البحث المتقدم ضمن علامة التبويب العمل لتصفية من المخدرات ناهض فقط. في هذا المثال، يتم إرجاع ستة النتائج لجميع الأدوية التي تكون بمثابة محفزات على الجينات IL2RB. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يمكن تعديل البروتوكول الموضح هنا للوحة القيادة التفاعلية RE: fine Drugs بطرق مختلفة وفقا لتفضيلات المستخدم. تدمج هذه الطريقة بشكل فريد بيانات GWAS و PheWAS كنموذج جديد يقوم على إنشاء فرضية إعادة استخدام الدواء. على وجه التحديد ، يوفر هذا النظام الوصول إلى كل من 52,966 جمعية PheWAS و 7,945 ارتباطا ب GWAS مع خيارات متقدمة لتصفية النتائج حسب نوع الدراسة و / أو حجم التأثير و / أو مستوى الأهمية. ميزة أخرى لهذه الطريقة على أدوات إعادة استخدام الأدوية الحسابية الحالية هي أنه يمكن إجراء استفسارات من منظور الأدوية أو الجينات أو المرض.
هناك العديد من القيود على هذه الطريقة. حاليا ، تقتصر بيانات PheWAS على المرضى البالغين بشكل أساسي من خمس مؤسسات موجودة في شبكة السجلات الطبية الإلكترونية وعلم الجينوم (eMERGE) بمتوسط عمر 69.5 عاما 12. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم ميزة "إعادة التوجيه المحتمل" الحدوث المشترك لمصطلحات البحث في ملخصات Medline كأحد معاييرها. من المعروف أن طرق التنقيب عن النص باستخدام الحدوث المشترك لها قيود فيما يتعلق بالبنية النحوية وتحيز الأدبيات. وبالتالي ، نوصي باستخدام هذه الميزة كنقطة انطلاق لاستكشاف الحداثة المحتملة و / أو الأدلة التي تدعم فرضيات إعادة استخدام الأدوية المحددة والتوصية بإجراء تحقيق إضافي في الأدبيات الطبية الحيوية وقواعد بيانات التجارب السريرية.
تتمثل الاتجاهات المستقبلية لهذا العمل غير الموصوفة هنا في توسيع قاعدة البيانات هذه لتشمل مصادر إضافية لبيانات GWAS و PheWAS فور توفرها. تم نشر جهود مماثلة لترجمة النتائج من دراسات GWAS واسعة النطاق بشكل منهجي إلى فرضيات إعادة استخدام الأدوية 9،13-14. قد يكون من المفيد مقارنة مهام سير العمل المختلفة هذه للتنبؤ بالأدوية المرشحة من بيانات GWAS في الدراسات المستقبلية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد العديد من الطرق الأخرى لإنشاء فرضيات إعادة استخدام الأدوية حسابيا من مصادر بيانات مختلفة ، بما في ذلك: علم الجينوم ، وعلم النسخ ، والهياكل الكيميائية ، وملامح الآثار الجانبية للأدوية ، كما تم تلخيصه سابقا 6،11. يمكن أن تشمل التطورات المنهجية المستقبلية أيضا أتمتة تنبؤات تركيبة الأدوية وتوفير معلومات عن سمية الأدوية لتوجيه دراسات المتابعة للأدوية المرشحة.
علاوة على ذلك ، يمكن التحقق من صحة الفرضيات التي تم إنشاؤها من RE: fine Drugs باستخدام السجلات الصحية الإلكترونية ، قبل بدء التجارب السريرية 15. أخيرا ، ستكون هناك حاجة إلى دراسات مستقبلية لمقارنة هذا النظام بطرق إعادة استخدام الأدوية الأخرى القائمة على الهدف.
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل منحة المعاهد الوطنية للصحة (NIH) لجوائز العلوم السريرية والتحويلية (CTSA) (UL1TR001070) لمركز العلوم السريرية والتحويلية بجامعة ولاية أوهايو (CCTS) والمكتبة الوطنية للطب بموجب الجائزة رقم T15LM011270.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| قم بالوصول إلى الصفحة الرئيسية ل " إعادة: الأدوية الدقيقة" على الرابط التالي: http://drug-repurposing.nationwidechildrens.org. | الشرط | الوحيد لهذا النظام هو الوصول إلى الإنترنت |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن