O echipă internațională de cercetători a identificat aproape 1.500 de gene care ar putea contribui la apariția a 16 boli, printre care scleroza multiplă, boala Alzheimer și mai multe tipuri de cancer. Descoperirile au rezultat din analiza genetică a aproape 2.000 de persoane și din studierea activității genelor în peste cinci milioane de celule ale sistemului imunitar. Rezultatele, prezentate în trei studii publicate miercuri, 28 octombrie, în revista „Nature”, ar putea contribui la dezvoltarea unor tratamente adaptate caracteristicilor genetice ale pacienților.
Cercetările au fost coordonate de specialiști ai Institutului Garvan pentru Cercetări Medicale din Australia, în colaborare cu Universitatea New South Wales, Institutul de Cercetare pentru Copii Murdoch și alte instituții științifice.
Studiile fac parte din proiectul TenK10K, care urmărește să analizeze variațiile genetice și activitatea genelor în celulele imunitare provenite de la 10.000 de persoane. Prima etapă a inclus 1.925 de participanți, de la care cercetătorii au obținut aproximativ 5,4 milioane de celule imunitare, clasificate în 28 de tipuri.
Prin compararea ADN-ului participanților cu activitatea genelor din fiecare categorie de celule, specialiștii au urmărit să înțeleagă de ce anumite variații genetice cresc riscul apariției unor boli, în timp ce altele nu au efecte importante asupra sănătății.
„Am trecut de la cunoașterea unui număr foarte mic de mecanisme la identificarea a mii de posibile mecanisme prin care variațiile genetice influențează riscul de îmbolnăvire. Este un progres uriaș”, a declarat profesorul Joseph Powell, directorul Institutului pentru Genomică și Sănătate din cadrul Universității New South Wales și unul dintre coordonatorii cercetărilor.
Cercetătorii au identificat mecanisme genetice necunoscute anterior
Prima cercetare a analizat activitatea a peste 21.000 de gene și a identificat mai mult de 180.000 de efecte produse de variațiile genetice asupra modului în care funcționează genele.
Cercetătorii au identificat, pentru aproape 5.000 de gene, legături între variațiile ADN-ului și activitatea acestora care nu au fost observate în cel mai amplu studiu anterior realizat pe probe de sânge.
Prin compararea rezultatelor cu date genetice despre diferite boli, echipa a identificat 893 de gene asociate cu afecțiuni sau caracteristici ale sângelui, a căror activitate nu era cunoscută anterior ca fiind influențată de variațiile ADN-ului.
O parte dintre modificările descoperite apar numai în anumite categorii de celule imunitare. Cercetătorii consideră că această particularitate explică de ce studiile anterioare, care analizau sângele fără să distingă între tipurile de celule, nu au identificat respectivele mecanisme.
Unul dintre exemplele prezentate privește gena OSM, implicată în procesele inflamatorii. Echipa a descoperit o variație genetică asociată cu intensificarea activității sale în celulele imunitare de tip „natural killer”, care participă la apărarea organismului. Modificarea este asociată și cu un risc crescut de boală intestinală, oferind indicii despre un posibil mecanism care ar putea fi vizat de viitoare tratamente.
Alte modificări ale ADN-ului ar putea explica riscul de îmbolnăvire
Al doilea studiu a analizat porțiuni de ADN formate din secvențe care se repetă de mai multe ori. Acestea sunt dificil de studiat prin metodele genetice obișnuite, motiv pentru care rolul lor în apariția bolilor este încă puțin cunoscut. Cercetătorii au identificat peste 69.000 de variații ale secvențelor repetitive care pot influența activitatea genelor.
În cazul a peste 200 de gene, rezultatele au oferit noi indicii despre legătura dintre variațiile ADN-ului, riscul unor boli și anumite caracteristici ale sângelui. Printre afecțiunile investigate se numără astmul, boala Crohn, cancerul de sân și cancerul de prostată.
A treia cercetare a urmărit modul în care organizarea ADN-ului influențează funcționarea genelor. În interiorul celulelor, materialul genetic nu este dispus uniform. Unele porțiuni sunt mai ușor accesibile mecanismelor care controlează activitatea genelor, în timp ce altele sunt strâns împachetate, ceea ce poate limita activarea acestora.
Pentru a studia diferențele, cercetătorii au analizat aproximativ 3,5 milioane de nuclei celulari, structurile în care se află cea mai mare parte a ADN-ului. Probele au provenit de la participanți dintre care unii au fost incluși și în prima cercetare.
Analiza a identificat peste 240.000 de variații genetice asociate cu modul în care ADN-ul este organizat și poate fi accesat în celule. Rezultatele au oferit informații suplimentare despre regiunile materialului genetic asociate cu diferite boli, inclusiv despre unele al căror rol nu putea fi explicat numai prin studierea activității genelor.
Potrivit profesorului Joseph Powell, identificarea variației genetice implicate într-o boală și a tipului de celulă în care aceasta acționează poate ajuta cercetătorii să stabilească ce pacienți ar putea răspunde la anumite medicamente.
„Când știi ce variație genetică influențează o boală, în ce celulă acționează și prin ce mecanism, poți începe să identifici pacienții care ar putea răspunde la un anumit tratament și să dezvolți medicamente pentru ținte terapeutice pe care nu le cunoșteam”, a explicat cercetătorul.
Echipa intenționează să extindă proiectul TenK10K prin includerea unui număr mai mare de participanți, proveniți din populații cu origini genetice diverse.