A tudósok vadonatúj kapcsolatokat tárnak fel a gének és a betegségek között a vérünkben

Újra kiadta Platón

Követő: 0

A vérvétel az egyik leghétköznapibb klinikai teszt. Ez egy Rosetta-kő is lehet a genetikai információk dekódolására, valamint a DNS-elírások egészséggel és betegségekkel való összekapcsolására.

Ezen a héten, három tanulmányok in Természet a vér vizes összetevőjére – az úgynevezett plazmára – összpontosított, mint a gének és a testi funkciók közötti áttételre. A vérsejtektől mentes plazma sárgás színű, és több ezer fehérjét csomagol, amelyek a véráramban örvénylődnek. A plazmafehérjék számtalan biológiai folyamatot indítanak el: módosítják az immunválaszokat, megváltoztatják az anyagcserét, sőt új kapcsolatokat is ösztönöznek vagy akadályoznak az agyban.

Egyben hidat képeznek genetikánk és egészségünk között.

Azóta először feltérképezték az emberi genomot, a tudósok megpróbálták összekapcsolni a genetikai elírásokat az egészséggel és a betegségekkel. Ez egy nehéz probléma. Legaggasztóbb egészségügyi problémáinkat – a rák, a szív- és érrendszeri betegségek, valamint a demencia és más agyi rendellenességek – több, egymással összhangban működő gén befolyásolja. Az étrend, a testmozgás és más életmódbeli tényezők összezavarják a gén-test kapcsolatokat.

Az új tanulmányok az Egyesült Királyság Biobankját vették igénybe, egy átfogó adatbázist, amely több mint 500,000 XNUMX ember plazmamintáját tartalmazza egészségügyi és genetikai adataik mellett.

A kutatás több fehérje „aláírást” talált a plazmában, amelyek a genetikai kód meghatározott részeihez illeszkedtek – például ritka DNS-betűszerkesztések, amelyeket korábban nehéz volt rögzíteni. Mélyebbre ásva, számos plazmafehérje aláírás tükrözte a zsírmájbetegséghez kapcsolódó genetikai változásokat. A gén és a plazma közötti egyéb összefüggések előre jelezték a vércsoportot, a bélrendszer egészségét és más fizikai tulajdonságokat.

Ezek az elméleti példák új orvosi felfedezéseket hozhatnak. A plazma könnyen beszerezhető vérvétellel. A genetikai és fizikai profilok közötti átváltóként fehérje aláírásaik potenciálisan új gyógyszereket, diagnózisokat vagy kezeléseket adhatnak.

Hogy teljesen világos legyen: a tanulmányhármas egy váratlan koalícióból származott – 13 biogyógyszergyártó cég, amelyek együtt dolgoztak egy prekompetitív paktumban. Az elrendezés pontosan olyan, amilyennek hangzik. Ahelyett, hogy versenyeznének egymással, a vállalatok megosztják egymással az eredményeket, hogy megoldják az egyik legkeményebb biológiai rejtélyt: hogyan tesznek minket a gének a környezeti hatások tetemes adagjával azzá, akik vagyunk.

Pharma Frenemies

2020-ban a világ legbefolyásosabb gyógyszergyárai közül néhányan egyezményt kötöttek, hogy együttműködjenek egyetlen törekvésben – a Pharma Proteomics Project.

A UK Biobank, a világ egyik legnagyobb és legátfogóbb orvosbiológiai erőforrása volt a fő szervező. Az első alkalommal 2006-ban elindított biobank hatalmas adatbázissá nőtte ki magát: Eddig több mint félmillió résztvevő regisztrált az Egyesült Királyságban, köztük különböző etnikumúak. Az adatbázis életrajzi információkat – életkort, nemet és egészségi állapotot – és mélyrehatóbb méréseket, például agyi szkenneléseket, génszekvenciákat és vérvizsgálatokat tartalmaz.

Ezek nem csak klinikai vérvizsgálatok az ásványianyag- vagy hormonszint ellenőrzésére. Vérminták felhasználásával a Biobank minden résztvevő plazmafehérjéjéről teljes profillal rendelkezik.

Az elmúlt néhány évben az önkéntesek beleegyezésével a Biobank kiadta adatkészletüket a tudósoknak. Az összes genetikai adatot olyan információkból kaparták ki, amelyek bármely önkéntesre visszavezethetők voltak.

A hatalmas adatkészlet felkeltette a gyógyszerészek figyelmét. A plazmafehérjéket könnyű összegyűjteni és elemezni, így tökéletesek betegségek diagnosztizálására. A szervezetben való működésük megfejtése segíthet a kutatóknak felfedezni a lehetséges betegségek célpontjait.

Dr. Naomi Allen, az Egyesült Királyság Biobank vezető tudósa egyetértett. "A vér fehérjeszintjének mérése kulcsfontosságú a genetikai tényezők és a gyakori életveszélyes betegségek kialakulása közötti kapcsolat megértéséhez" mondott amikor a projekt 2020-ban elindult.

„A genetikai, képalkotó, életmódbeli tényezőkre és egészségügyi eredményekre vonatkozó, sok éven át tartó adatok alapján ez lesz a világ legnagyobb proteomikai tanulmánya [az összes fehérje gyűjteménye], amelyet globális tudományos forrásként megosztanak majd.”

Egy baromi jó link

A konzorcium megtérült.

In egy tanulmány, a Biogentől és munkatársaitól a csapat megtette az első lépést a genetikai sokféleség és az egészségi állapot összekapcsolása felé.

Minden embernek hasonló génjei vannak, de ezek a gének pontos betűjelükben eltérőek. Az egybetűs DNS-csere örökletes betegségekhez, például sarlósejtes kialakulásához vezethet. Más esetekben egy gén lemásolja önmagát, ha nem kellene halálos neurológiai problémákat, például Huntington-kórt okoznia.

Mégis, hogy a legtöbb genetikai elírás hogyan járul hozzá az egészséghez, nagyrészt rejtély marad.

Itt a csapat közel 3,000 plazmafehérjét elemzett az Egyesült Királyság Biobank 54,219 XNUMX résztvevőjétől, valamint azok genetikai profilját. A fehérjéket úgy választották ki, hogy a legjobban megörökítsék az egyén általános egészségi állapotát, beleértve a szív egészségét, az anyagcserét, a gyulladást, az agyműködést és a rákos mutatókat.

Összességében nagyjából 16 millió egybetűs DNS-betűcserét tártak fel, amelyek a genom több mint 3,700 különböző helyére vonatkoztak. Ezeket a „genomikus lókuszoknak” nevezett helyek rendkívül értékesek a genetikai adatok és a betegségekhez kapcsolódó fehérjék közötti áthidalás szempontjából. A korábbi tanulmányokhoz képest ezen gén-fehérje asszociációk 81 százaléka új.

Eközben a plazmafehérjék egyfajta „ujjlenyomatot” alkottak, lehetővé téve a tudósok számára, hogy megjósolják egy személy korát, nemét, testtömeg-indexét, vércsoportjait, sőt a vese- és májfunkciókat is.

A plazma „ujjlenyomatát” használó egyik teszt során a csapat felfedezett egy genetikai hálózatot, amely fokozza az immunsejtek működését. Más tesztek érdekes kapcsolatot találtak a vércsoport és a bélrendszer egészsége között, és dekódolták, hogy a genetikai variációk hogyan befolyásolják a különböző emberek immunválaszait.

Más szóval, a csapat felépített egy genetikai atlaszt, amely a plazmafehérje-univerzumra vonatkozik.

Ritka genetikai cserék és szélesebb származás

Egy másik tanulmány nevén plazma-genetikai képernyőnek nevezik: proteogenomikus.

Az AstraZeneca vezetésével a csapat ugyanazt a biobanki adatkészletet bányászta a ritka genetikai változatokhoz, amelyek a plazmafehérjék változásaihoz és betegségekhez kapcsolódnak. A kettő integrálása segíthet megoldani "a betegség mechanizmusait, azonosítani a klinikai biomarkereket és felfedezni a gyógyszercélpontokat" - mondta a csapat.

A biobankot átvizsgálva több mint 5,400 ritka összefüggést találtak a gének és a plazmafehérje aláírások között. Egy korán Halloween csavar, két gén különösen kiemelkedett: a STAB1 és a STAB2. Általában úgy gondolják, hogy részt vesznek a régi plazmafehérjék eltávolításában, a gének meglepő módon több tucat fehérjepartnerhez is társulnak, ami arra utal, hogy más szerepük is van.

"A kutatásban az az izgalmas, hogy ezeket a nagy hatású ritka genetikai változatokat az emberi plazmaproteomra gyakorolt hatásokkal tudjuk összekapcsolni" - mondta Dr. Slavé Petrovski, az AstraZenecával és a Melbourne-i Egyetemmel foglalkozó tanulmány szerzője.

A koalíció a kutatásban is megerősítette a genetikai sokféleséget. A géneket betegségekhez társító tanulmányok többsége európai ősökön alapul.

Itt, a harmadik tanulmány a Biobank brit vagy ír, afrikai és dél-ázsiai felmenőire összpontosított, hogy feltárják a genetikai „hotspotokat”. Ezután ezeket az adatokat egy korábban egy izlandi lakosságtól gyűjtött adatkészlettel egyeztették. Van egy „szerény összefüggés” mondott a csapat, hozzátéve, hogy a technológiai különbségek megváltoztathatták az eredményeket – ezt érdemes megfontolni a jövőben.

A gének és a fehérjék összekapcsolása az egészséggel mindig is az orvosbiológiai telefonok nehéz játéka volt. Ha a plazmafehérjéket vezéreljük, akkor lehet, hogy áthidaljuk a genetikát az egészséggel és a betegségekkel. A konzorcium elkészítette az összes adatot nyílvánosan elérhető hogy más kutatócsoportok felfedezzék.

Kép: National Institutes of Health