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Medicine

ड्रग Repurposing परिकल्पना पीढ़ी "उत्तर: ठीक ड्रग्स" का उपयोग कर प्रणाली

Published: December 11, 2016 doi: 10.3791/54948

Introduction

उच्च throughput दवा और नेतृत्व यौगिक स्क्रीनिंग सहित पारंपरिक दवाओं की खोज दृष्टिकोण, के साथ जुड़ा हुआ महंगा है और अक्षम प्रक्रियाओं, रोगियों 1,2 के लिए उपचारों में अनुसंधान खोजों का अनुवाद करने में देरी के लिए योगदान दे रहे हैं। 1 अरब अमरीकी डालर और 15-20 साल के एक औसत बिस्तर से 3 बेंच से एक नई दवा लाने के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, दवाओं के 52% चरण 1 क्लिनिकल परीक्षण में विकास के दौरान असफल हो, और यौगिकों कि चरण 2 में प्रवेश का केवल 25% पूर्ण चरण 3 नैदानिक अध्ययन 4 में आगे बढ़ें। दवा repurposing या दवा repositioning के लक्ष्य में नाकाम रही दवाओं को नवीनीकृत और / या आदेश तेजी से रोगियों के लिए नए उपचारों देने और एक उच्च सफलता दर के साथ करने के लिए मंजूरी दे दी दवाओं के लिए उपन्यास संकेत मिल रहा है। ड्रग repurposing समय दवाओं 3-12 साल से 5 रोगियों में उपयोग के लिए उपलब्ध बनाने के लिए कम हो सकती है। दवा repurposing के लिए महत्वपूर्ण चिकित्सा अनुप्रयोगों में शामिल हैं: गरीब prognos साथ रोगोंऔर कम जीवित रहने की दरों, दवा प्रतिरोधी रोग, underfunded रोग अनुसंधान के क्षेत्रों और गरीब और गरीब रोगी आबादी।

कम्प्यूटेशनल दवा repurposing डिजाइन और स्वचालित workflows कि एक दवा उम्मीदवार 6 के लिए नए संकेत के लिए परिकल्पना उत्पन्न कर सकते हैं मान्य करने की प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है। मौजूदा कम्प्यूटेशनल दवा repurposing तरीकों लक्ष्य आधारित, ज्ञान आधारित, हस्ताक्षर के आधार पर, नेटवर्क आधार पर वर्गीकृत किया गया है, और लक्षित-तंत्र-आधारित है, और जीन, बीमारी या नशीली दवाओं के दृष्टिकोण से उन्मुख किया जा सकता। इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण आगे repurposed दवा उम्मीदवारों 7 के लिए सबूत की अवधारणा को मान्यता प्रयोगों और छोटे पैमाने पर नैदानिक अध्ययन तेज हो सकती है। हम पहले "उत्तर: ठीक ड्रग्स" पर सूचना दी है, एक स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है, इंटरेक्टिव वेब आधारित दवा repurposing परिकल्पना पीढ़ी के लिए नशीली दवाओं के जीन-रोग संबंधों 8 की सकर्मक सिद्धांत पर आधारित उपकरण है। समग्र जीइस विधि का OAL व्यवस्थित नैदानिक, उद्योग और नियामक समुदायों सहित विभिन्न समुदायों से उपयोगकर्ताओं के लिए repurposing दवा सक्षम करने के लिए दवा है, आनुवंशिक और नैदानिक ​​डेटा के विविध प्रकार एकीकृत करने के लिए है। इस प्रणाली के लिए मूलभूत तरीकों पहले जीनोम चौड़ा संघ अध्ययन (GWAS) और दवा में phenome चौड़ा संघ अध्ययन (PheWAS) के आंकड़ों अनुसंधान 9,10 repurposing के उपयोग के लिए सूचित किया गया है। डेटा के इन प्रकार के उपन्यास संयोजन अन्य लक्ष्य आधारित विधियों 6,11 से हमारे webtool अलग करता है।

उत्तर: ठीक औषध प्रणाली वर्तमान में 60,911 दवा repurposing 916 दवाओं, 567 जीन और 1770 रोगों को कवर परिकल्पना में शामिल है। webtool शोधकर्ताओं interactively दवा repurposing परिकल्पना खोज और विविध मानदंड का उपयोग कर उन्हें प्राथमिकता तय करने के लिए एक उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, उन जैव चिकित्सा साहित्य में समर्थन और क्लिनिकल परीक्षण databa के साथ दवा repurposing परिकल्पना फ़िल्टर कर सकते हैंएसई, महत्वपूर्ण पी मूल्यों, संघ बाधाओं अनुपातों या विशिष्ट संकेत द्वारा। इस प्रणाली के लिए केवल आवश्यकता इंटरनेट का उपयोग है।

Protocol

1. जीन से प्रश्नों के शुरूआत, दवा या रोग नियम

  1. http://drug-repurposing.nationwidechildrens.org: दिए गए लिंक पर: "ठीक औषध रे" के लिए मुखपृष्ठ पर पहुँचें। दवा (जेनेरिक दवा का नाम), रोग (नई बीमारी संकेत) या जीन (सरकारी HGNC जीन प्रतीक): निम्नलिखित तीन श्रेणियों में से किसी से खोज पट्टी में एक प्रश्न अवधि में प्रवेश द्वारा शुरू करो।
  2. खोज पट्टी समारोह फिल्टर केवल "दवा का नाम", "नई बीमारी संकेत", "जीन प्रतीक" या "सभी श्रेणियों" शामिल करने के लिए। खोज पट्टी क्वेरी प्रविष्टियों के लिए एक स्वत: भरण समारोह भी शामिल है।
  3. एक खोजशब्द में रखो, और "खोज" बटन पर क्लिक करें। क्रमबद्ध निम्नलिखित स्तंभों में से किसी ने परिणामों की तालिका: "दवा", "पंजीकृत संकेत", "पी मूल्य", "पी मूल्य समायोजित", "बाधाओं अनुपात", "अध्ययन", "नया संकेत", "दवा बैंक संकेत "," मेद्लिने एब्सट्रैक्ट का # "," cli की #nical ट्रायल रजिस्ट्री "," संभावित "," एसएनपी "," जीन "या" कार्रवाई "।
  4. आदेश में दवा की जानकारी सुविधा को सक्षम करने के लिए उन्नत खोज विकल्प पर जाएँ। एक विशेष दवा के लिए "जानकारी" कॉलम में आइकन पर क्लिक करें। एक पेज है कि सूची को ध्यान से देखें सभी संबंधित जानकारी ड्रग विवरण (DrugBank लिंक) एसोसिएशन, रोग का नाम, नशीली दवाओं के नाम के लिए पी-मूल्य, जीन विवरण (एन सी बी आई जीन लिंक) और भी शामिल है।

2. उन्नत विकल्प का अन्वेषण

  1. पेज के दाईं ओर स्थित "उन्नत" बटन पर क्लिक करें, और कई विकल्पों आगे परिणामों को परिष्कृत करने के लिए प्रदान की जाती हैं। दवा, संघ, रोग, क्षमता, जीन और कार्रवाई: उन्नत खोज विकल्प निम्न के लिए संशोधन शामिल हैं।
  2. निर्यात परिणाम पृष्ठ के सही पक्ष पर "निर्यात" बटन पर क्लिक करके टेबल। आदेश उन्नत खोज खिड़की के नीचे गुना करने में "सरल" बटन पर क्लिक करें। </ Li>
  3. उन्नत विकल्प "दवा" टैब के अंतर्गत, किसी खास दवा संकेत या परिणामों को फ़िल्टर करने के लिए एक अतिरिक्त दवा का नाम निर्दिष्ट करें।
  4. "संघ" टैब के अंतर्गत, महत्व स्तर पी मूल्य, एफडीआर के साथ समायोजित पी मूल्य, प्रभाव आकार (बाधाओं अनुपात), और / या द्वारा फिल्टर परिणामों का अध्ययन प्रकार (GWAS, PheWAS या दोनों)।
  5. 'रोग' टैब के अंतर्गत, भविष्यवाणी की नई उपयोग के लिए एक निश्चित रोग वर्णन निर्दिष्ट करें।
  6. "संभावित" टैब के अंतर्गत, निम्न मापदंड के किसी भी के अनुसार फ़िल्टर परिणाम: (i) क्या दवा संकेत DrugBank डेटाबेस में निहित है, (ii) दवा के सह घटना और रोग, साथ मेद्लिने सार की संख्या ( iii) दवा के सह घटना और रोग और (iv) संभावित repurposing साथ ClinicalTrials.gov डेटाबेस प्रविष्टियों की संख्या।
    नोट:, रिश्ते पहले से ही DrugBank डेटाबेस में मौजूद है (ii) जोरदार समर्थन: (i) में जाना जाता है: Repurposing संभावित विकल्प की खोज की नवीनता का वर्णन: दोनों चिकित्सीय परीक्षण रजिस्ट्री और मेद्लिने सार में कुछ समर्थन, (iii) की संभावना: या तो क्लिनिकल ट्रायल रजिस्ट्री या मेद्लिने सार और कुछ समर्थन (iv) उपन्यास: चिकित्सीय परीक्षण रजिस्ट्री में है और न ही मेद्लिने सार में कोई सबूत नहीं है।
  7. "जीन" टैब के तहत, एक एसएनपी पहचानकर्ता दर्ज करें या विशिष्ट दवा लक्ष्य जीन द्वारा परिणाम फ़िल्टर करने के लिए जीन प्रतीक।
  8. "कार्रवाई" टैब के अंतर्गत, दवा लक्ष्य (s), एगोनिस्ट, प्रतिपक्षी, दूसरे, अज्ञात या सभी (: DrugBank डेटाबेस स्रोत) सहित खिलाफ कार्रवाई दवा प्रकार निर्दिष्ट करें।

Representative Results

इस उदाहरण में, जीन "IL2RB" एक जीन आधारित प्रश्न के रूप में दर्ज किया गया था, और स्वचालित रूप से स्वत: भरण समारोह (चित्रा 1) द्वारा इस तरह के रूप में मान्यता दी गई थी। IL2RB जीन के लिए बारह दवा repurposing परिकल्पना, लौट रहे हैं के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया है। एक विशेष दवा repurposing परिकल्पना, इस मामले में "daclizumab" के लिए विस्तृत जानकारी पेज, "जानकारी" कॉलम (चित्रा 3) से प्रदान की जाती है। परिणाम, पर दवा टैब "daclizumab" दवा के लिए इसी सभी परिणामों के द्वारा किया गया छान रहे थे के रूप में चित्रा 4 में दिखाया गया है। चित्रा 5 "प्रत्यारोपण" रोग अवधि (: DrugBank डेटाबेस स्रोत) के लिए एक ज्ञात संकेत के साथ ही उन दवाओं से पता चलता है। संघ टैब फिल्टर करने के लिए सांख्यिकीय महत्व (पी-मूल्य) और आनुवंशिक प्रभाव आकार (बाधाओं के अनुपात) द्वारा एसएनपी-फेनोटाइप रिश्तों उपयोगकर्ता, पीआर की बाधाओं के अनुपात के रूप में परिभाषित की अनुमति देता हैएक विशिष्ट जीनोटाइप (एसएनपी एलील) व्यक्तियों में रोग की उपस्थिति की बाधाओं से अधिक एसएनपी एलील के बिना साथ व्यक्तियों में रोग के esence। चित्रा 6 0.000001 के 0.05 के पी मूल्य सीमा के भीतर एसोसिएशन टैब के तहत फ़िल्टर परिणाम दिखाता है। चित्रा 7 "दमा" नए संकेत हम अध्ययन में पाया के आधार पर विशिष्ट दवा repurposing परिकल्पना से पता चलता है। 5 मेद्लिने दवा और बीमारी पदों की सह घटना युक्त सार की एक न्यूनतम संख्या से फिल्टर करने के लिए चित्रा संभावित टैब के अंतर्गत 8 शो का परिणाम है। इस उदाहरण में, जीन टैब के अंतर्गत सभी दवाओं के परिणाम "IL2RB" जीन के लिए लक्षित कर रहे हैं, मूल प्रश्न अवधि (9 चित्रा) के लिए इसी। अंत में, "कार्रवाई" टैब के तहत फ़िल्टर चित्रा 10 शो परिणाम सभी दवाओं है कि IL2RB जीन पर एगोनिस्ट के रूप में कार्य लौटने के लिए।

आकृति 1 चित्रा 1: रे: ठीक औषध इंटरैक्टिव डैशबोर्ड मुखपृष्ठ। उपयोगकर्ता एक दवा का नाम, नई बीमारी संकेत या जीन प्रतीक दर्ज करके एक प्रश्न शुरू कर सकते हैं। लिंक भी GWAS और PheWAS संदर्भ दवा repurposing परिकल्पना पैदा करने के लिए तरीके का वर्णन कागजात के लिए प्रदान की जाती हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: क्वेरी प्रविष्टियों के लिए स्वत: भरण समारोह। एक उदाहरण के रूप में, जीन क्वेरी शब्द "IL2RB" स्वचालित रूप से एक जीन शब्द के रूप में मान्यता दी गई थी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 3: ड्रग repurposing परिणाम तालिका एक जीन के आधार पर क्वेरी (जैसे, IL2RB) से उत्पादन किया। IL2RB जीन के लिए बारह दवा repurposing परिकल्पना उत्पादित कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4: परिणाम पृष्ठ से अलग-अलग दवाओं के लिए सूचना पेज। "जानकारी" स्तंभ से आइकन पर क्लिक दवा daclizumab के लिए विस्तृत जानकारी से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 5: दवा टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प के लिए एक विशेष दवा से फिल्टर करने के लिए। इस उदाहरण में, तीन परिणामों दवा daclizumab के लिए दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6: दवा टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प DrugBank डेटाबेस से एक विशेष बीमारी के संकेत द्वारा फिल्टर करने के लिए। बीमारी शब्द "प्रत्यारोपण" के लिए जाना जाता है एक संकेत के साथ सभी दवाओं दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 7: संघ टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प महत्व स्तर से फिल्टर करने के लिए। इस मामले में, आठ परिणामों जिसका संघ महत्व स्तर 0.05 करने के लिए 0.000001 के पी मूल्य सीमा के भीतर गिर जाता है प्रदान की जाती हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आंकड़ा 8
8 चित्रा: रोग टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प के लिए एक विशेष बीमारी का संकेत है कि हम इस अध्ययन में निकाले द्वारा फिल्टर करने के लिए। इस उदाहरण में, चार परिणाम एक नया प्रयोग रोग संकेत के रूप में अस्थमा के लिए दिखाए जाते हैं। एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करेंयह आंकड़ा की पर।

9 चित्रा
चित्रा 9: संभावित टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प मेद्लिने सार में दवा और बीमारी पदों की सह घटना से फिल्टर करने के लिए। इस उदाहरण में, चार परिणाम दिखाए जाते हैं 5 मेद्लिने दवा और बीमारी पदों की सह घटना युक्त सार की एक न्यूनतम संख्या से समर्थन कर रहे हैं कि। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 10
चित्रा 10: जीन टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प के लिए एक विशेष जीन प्रतीक है, जहां सभी परिणाम IL2RB मूल प्रश्न के लिए इस्तेमाल जीन के अनुरूप द्वारा फिल्टर करने के लिए। इस उदाहरण में, सभी दवाओं के परिणामजीन टैब के तहत "IL2RB" जीन के लिए लक्षित कर रहे हैं, मूल प्रश्न अवधि के लिए इसी। कार्रवाई टैब के अंतर्गत उन्नत खोज विकल्प एगोनिस्ट दवाएं केवल द्वारा फिल्टर करने के लिए। इस उदाहरण में, छह परिणाम सभी दवाओं है कि IL2RB जीन पर एगोनिस्ट के रूप में कार्य करने के लिए लौट रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Materials

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Access the homepage for “RE:fine Drugs” at the following link: http://drug-repurposing.nationwidechildrens.org.  n/a n/a The only requirement for this system is Internet access

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References

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Regan, K., Moosavinasab, S., Payne,More

Regan, K., Moosavinasab, S., Payne, P., Lin, S. Drug Repurposing Hypothesis Generation Using the "RE:fine Drugs" System. J. Vis. Exp. (118), e54948, doi:10.3791/54948 (2016).

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