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Lier la génétique et le mouvement à la dépendance aux opioïdes

Combiner des données génétiques et de mobilité pourrait améliorer les prédictions sur les troubles liés à l'usage d'opioïdes.

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Les opioïdes sont des médicaments souvent utilisés pour soulager la douleur. Ils agissent en se connectant à des sites spécifiques dans le cerveau et le corps qui aident à diminuer les sensations de douleur. Bien qu'ils puissent être utiles pour traiter la douleur, les opioïdes ont eu de graves effets négatifs sur de nombreuses personnes et communautés. Le mauvais usage de ces drogues est devenu un gros problème.

En 2020, environ 2,7 millions de personnes aux États-Unis avaient un Trouble lié à l'utilisation d'opioïdes (OUD). Ce trouble sérieux survient quand quelqu'un a un problème avec l'utilisation d'opioïdes qui peut mener à la dépendance. Malheureusement, cette même année, plus de 68 000 personnes sont mortes d'une overdose d'opioïdes. C'est un problème de santé publique majeur, surtout chez les patients souffrant de douleurs chroniques qui peuvent abuser de ces médicaments.

La douleur est un problème médical complexe, et les réponses au traitement peuvent varier énormément d'une personne à l'autre. Certaines personnes peuvent développer un OUD lorsqu'elles sont traitées par des opioïdes pour une douleur physique ou un stress émotionnel. Cela rend très important pour les médecins de considérer le risque d'OUD quand ils choisissent les méthodes de traitement pour leurs patients.

Qu'est-ce que le trouble lié à l'utilisation d'opioïdes ?

Le trouble lié à l'utilisation d'opioïdes (OUD) se produit quand quelqu'un devient dépendant des opioïdes. Cela signifie qu'ils ont besoin d'utiliser la drogue non seulement pour soulager la douleur, mais aussi pour éviter les symptômes de sevrage. Certaines personnes peuvent prendre des doses plus élevées que celles recommandées, ce qui peut mener à une dépendance encore plus grande.

Ce trouble ne concerne pas seulement les symptômes physiques ; il peut aussi impliquer des problèmes de santé mentale et de comportement. Il est important de comprendre que le risque de développer un OUD peut varier d'une personne à l'autre et peut également changer au fil du temps en fonction de différents facteurs.

Facteurs Génétiques et environnementaux

Les chances de développer un OUD peuvent être influencées par à la fois la génétique et les conditions environnementales. Le risque génétique fait référence à des traits héréditaires qui peuvent rendre quelqu'un plus susceptible d'expérimenter un OUD. Les scientifiques utilisent souvent une méthode appelée score de risque polygénique (PRS) pour identifier plusieurs facteurs génétiques qui contribuent à ce risque.

Cependant, d'autres facteurs jouent aussi un rôle important. Par exemple, des influences environnementales comme les conditions de vie, les cercles sociaux et les expériences passées avec des traumatismes peuvent affecter de manière significative le risque d'une personne de développer des troubles liés à l'utilisation de substances. L'histoire personnelle et les situations sociales interagissent pour modifier le niveau de risque pour un individu.

Comportement et modèles de Mobilité

Des études récentes ont examiné comment les modèles de mouvement d'une personne peuvent également informer sur leur risque de développer un OUD. En examinant des Données collectées à partir de smartphones, les chercheurs ont découvert que la fréquence et les lieux où une personne se déplace peuvent en dire long sur son comportement.

Par exemple, si quelqu'un visite souvent des endroits associés à l'utilisation de substances ou passe beaucoup de temps dans certains environnements, cela peut indiquer un risque plus élevé d'OUD. En utilisant ces données de mobilité, les experts peuvent faire de meilleures prédictions sur les individus à risque pour ce trouble. Ces informations sont importantes pour créer des plans de traitement plus efficaces.

Combinaison des caractéristiques génétiques et de mobilité

Cet article présente une nouvelle méthode combinant les données génétiques avec les modèles de mobilité pour mieux estimer le risque de développer un OUD. En analysant ces deux types d'informations, les chercheurs visent à créer une image plus complète des facteurs de risque d'un individu.

Le processus commence par la collecte de données sur les mouvements d'une personne grâce au suivi GPS et Wi-Fi. En même temps, des données génétiques sont collectées à l'aide de recherches existantes sur la santé et les variations génétiques. Comme les bases de données séparées ne se chevauchent souvent pas, les chercheurs ont développé des techniques pour créer des données synthétiques. Cela permet d'avoir une vue plus équilibrée qui inclut à la fois des informations génétiques et de mobilité.

Résultats et conclusions

Lorsque les chercheurs ont testé divers modèles d'apprentissage automatique utilisant ces données combinées, ils ont constaté que les modèles incorporant à la fois des caractéristiques génétiques et de mobilité fonctionnaient mieux que ceux utilisant juste un type de données. Des techniques de classification ont été employées pour évaluer la précision de ces modèles dans la prédiction du risque d'OUD.

Plus précisément, en utilisant un éventail de mesures de performance, les chercheurs ont déterminé que les modèles les plus efficaces étaient ceux qui analysaient les deux ensembles de données ensemble. Cela indique que les modèles de mobilité sont particulièrement influents lors de l'évaluation du risque d'OUD, même en tenant compte des contributions génétiques.

Importance des caractéristiques de mobilité

Les résultats suggèrent que certaines caractéristiques de mobilité peuvent avoir un impact significatif sur les prédictions concernant le risque d'OUD. Par exemple, combien de temps quelqu'un passe chez lui par rapport à l'extérieur dans la communauté, ou à quelle fréquence il visite certains types d'endroits, peut indiquer sa probabilité de développer un OUD.

De plus, les chercheurs ont découvert que différentes caractéristiques de mobilité interagissaient avec des facteurs génétiques. Cela signifie que la combinaison des comportements de mouvement d'une personne et de sa composition génétique pourrait révéler des informations importantes sur son risque de troubles liés à l'utilisation de substances.

Implications cliniques

Pour les professionnels de la santé, comprendre à la fois les facteurs génétiques et de mobilité offre une nouvelle manière d'aborder la gestion de la douleur et le traitement de l'OUD. La connaissance de ces facteurs de risque peut aider les médecins à prendre des décisions plus éclairées concernant l'utilisation des opioïdes pour soulager la douleur.

Si un patient est évalué et trouvé à haut risque d'OUD, les médecins pourraient choisir de prescrire des stratégies alternatives de gestion de la douleur au lieu des opioïdes. En revanche, si le risque d'un patient est déterminé comme faible, les opioïdes pourraient être utilisés avec plus de confiance.

S'adapter aux limitations

Bien que cette nouvelle approche montre une promesse, il y a des défis à surmonter. Un problème clé est la collecte de données. Pour créer une image complète du risque, il serait bénéfique de rassembler des données génétiques et de mobilité des mêmes individus. Cela donnerait une compréhension plus claire de la manière dont ces facteurs interagissent.

De plus, les tailles d'échantillon pour les données de mobilité sont souvent plus petites que celles des études génétiques. Cela peut rendre difficile de faire des prédictions solides. S'assurer que les ensembles de données sont divers et plus grands peut aider à améliorer la généralisabilité et la précision.

Directions futures

Il y a beaucoup de potentiel pour des recherches supplémentaires dans ce domaine. Des études futures pourraient examiner comment différentes variables interagissent au fil du temps et les effets qu'elles ont sur les individus. Explorer d'autres conditions qui peuvent être liées à la fois à la mobilité et à la génétique pourrait aider à élargir cette connaissance.

De plus, des essais testant l'application réelle de l'utilisation des données de mobilité pour évaluer le risque seront essentiels. Cela aidera à déterminer si ces méthodes peuvent vraiment changer les résultats de traitement pour les patients qui luttent avec l'OUD ou d'autres problèmes liés.

Préoccupations en matière de confidentialité et de sécurité

Un autre domaine important à aborder est la confidentialité. La collecte de données de mobilité et génétiques soulève des préoccupations sur la manière dont ces informations sont stockées et protégées. Il est crucial que les chercheurs et les professionnels de la santé mettent en œuvre des stratégies qui garantissent la sécurité des données sensibles des patients.

Une façon de minimiser les Risques pour la confidentialité est de traiter et d'analyser les données tout en maintenant l'anonymat. Par exemple, les données des patients peuvent souvent être supprimées après avoir été utilisées pour l'analyse, réduisant ainsi les chances d'utilisation abusive.

Dans l'ensemble, toute méthode qui collecte des informations personnelles doit équilibrer le besoin de données avec la nécessité de protéger l'identité des patients.

Besoin de modèles interprétables

Alors que l'apprentissage automatique et les approches basées sur les données continuent de croître dans le domaine de la santé, l'importance de modèles interprétables ne peut pas être sous-estimée. Les professionnels de la santé doivent comprendre comment et pourquoi certaines prédictions sont faites. Cela est particulièrement vrai dans des domaines sensibles comme la dépendance et la gestion de la douleur.

Utiliser des méthodes qui fournissent des explications pour les prédictions des modèles aide les cliniciens à prendre de meilleures décisions basées sur les résultats. Des techniques comme SHAP (Shapley Additive Explanations) peuvent donner des aperçus sur les caractéristiques qui influencent les prédictions, renforçant la confiance dans les résultats du modèle.

Conclusion

Cette nouvelle approche pour estimer le risque de trouble lié à l'utilisation d'opioïdes combine des données génétiques avec des informations sur les modèles de mobilité. Les résultats suggèrent que regarder ces deux types de données peut conduire à des prédictions plus précises et à de meilleures stratégies de traitement.

En intégrant à la fois la génétique et la mobilité dans les évaluations, les professionnels de la santé peuvent améliorer leur capacité à gérer la douleur et naviguer dans les risques associés aux opioïdes. Cette méthode ouvre de nouvelles avenues pour la recherche et les applications cliniques, aidant à aborder la crise de santé publique continue liée à l'abus d'opioïdes.

Au fur et à mesure que la recherche progresse, comprendre l'interaction entre la génétique, le comportement et l'environnement sera crucial pour relever les défis posés par le trouble lié à l'utilisation d'opioïdes. Les efforts futurs devraient se concentrer sur le perfectionnement de ces modèles, l'élargissement des ensembles de données, la prise en compte des préoccupations de confidentialité et s'assurer qu'ils peuvent être facilement appliqués dans des contextes cliniques pour un meilleur soin des patients.

Source originale

Titre: Improving Opioid Use Disorder Risk Modelling through Behavioral and Genetic Feature Integration

Résumé: Opioids are an effective analgesic for acute and chronic pain, but also carry a considerable risk of addiction leading to millions of opioid use disorder (OUD) cases and tens of thousands of premature deaths in the United States yearly. Estimating OUD risk prior to prescription could improve the efficacy of treatment regimens, monitoring programs, and intervention strategies, but risk estimation is typically based on self-reported data or questionnaires. We develop an experimental design and computational methods that combine genetic variants associated with OUD with behavioral features extracted from GPS and Wi-Fi spatiotemporal coordinates to assess OUD risk. Since both OUD mobility and genetic data do not exist for the same cohort, we develop algorithms to (1) generate mobility features from empirical distributions and (2) synthesize mobility and genetic samples assuming an expected level of disease co-occurrence. We show that integrating genetic and mobility modalities improves risk modelling using classification accuracy, area under the precision-recall and receiver operator characteristic curves, and $F_1$ score. Interpreting the fitted models suggests that mobility features have more influence on OUD risk, although the genetic contribution was significant, particularly in linear models. While there exist concerns with respect to privacy, security, bias, and generalizability that must be evaluated in clinical trials before being implemented in practice, our framework provides preliminary evidence that behavioral and genetic features may improve OUD risk estimation to assist with personalized clinical decision-making.

Auteurs: Sybille Légitime, Kaustubh Prabhu, Devin McConnell, Bing Wang, Dipak K. Dey, Derek Aguiar

Dernière mise à jour: 2024-03-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.10837

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.10837

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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