Utilizând o nouă abordare computaţională pe care au dezvoltat-o pentru a analiza seturi mari de date genetice din cohorte de boli rare, cercetătorii de la facultatea de medicină Icahn, de la Mount Sinai, din Statele Unite au descoperit cauze genetice necunoscute anterior pentru trei afecţiuni rare: limfedemul primar (caracterizat prin umflarea ţesuturilor), anevrismul de aortă toracică şi surditatea congenitală.
O mai bună înţelegere a funcţiilor genelor implicate în aceste tulburări şi în alte afecţiuni ar putea deschide calea pentru dezvoltarea unor tratamente.
Descoperirile au fost publicate în ediţia online de joi, a revistei Nature Medicine.
Bolile rare afectează aproximativ 1 din 20 de persoane, dar dintre acestea doar o mică parte de pacienţi primesc un diagnostic genetic. Mai puţin de jumătate din cele 10.000 de boli rare înregistrate au o cauză genetică cunoscută. Secvenţierea genomului unor cohorte mari de pacienţi cu boli rare oferă o cale pentru descoperirea cauzelor genetice care rămân necunoscute.
Cu toate acestea, seturile mari de date genetice reprezintă o provocare pentru a lucra cu ele, încetinind semnificativ cercetarea, spun cercetătorii.
„Bolile rare sunt rare la nivel individual, în mod colectiv ele sunt destul de frecvente. Este important pentru înţelegerea biologiei umane şi pentru dezvoltarea de diagnostice şi terapeutice să le descoperim cauzele", a declarat autorul principal al studiului, Ernest Turro, profesor asociat de genetică şi ştiinţe genomice la Icahn, Mount Sinai.
„Multe persoane cu o boală rară se luptă timp de mulţi ani pentru a obţine un diagnostic genetic. Prin dezvoltarea şi aplicarea metodelor statistice şi a abordărilor computaţionale pentru a găsi noi cauze ale bolilor rare, sperăm să extindem cunoştinţele despre cauzele care stau la baza acestor boli, să grăbim timpul de diagnosticare pentru pacienţi şi să deschidem calea pentru dezvoltarea de tratamente", a explicat el.
Cercetătorii au studiat o colecţie de 269 de clase de boli rare folosind date de la 77.539 de participanţi la Proiectul 100.000 de genomuri, unul dintre cele mai mari seturi de date de pacienţi cu boli rare fenotipate şi secvenţiate la nivelul întregului genom.
Cercetătorii au identificat 260 de asocieri între gene şi clase de boli rare, inclusiv 19 asocieri absente anterior din literatura de specialitate.
Prin intermediul unei colaborări academice internaţionale, autorii au validat cele mai plauzibile trei asocieri noi, prin identificarea de cazuri suplimentare în alte ţări şi prin abordări experimentale şi bioinformatice.
„Sperăm că dezvoltarea acestui cadru computaţional va contribui la accelerarea descoperirii etiologiilor rămase necunoscute ale bolilor rare în general. Deocamdată, ne aşteptăm ca un diagnostic genetic să poată fi obţinut pentru anumite familii cu limfedem primar inexplicabil anterior, boala anevrismului de aortă toracică şi surzenie", a declarat Daniel Greene, doctor în ştiinţe, cercetător postdoctoral la Icahn, şi autor principal al studiului.
„De asemenea, plănuim să aplicăm metodele noastre în moduri noi şi în alte seturi de date, cu scopul de a continua să desluşim cauzele genetice ale bolilor rare", a precizat el.
Lucrarea a fost realizată în colaborare cu cercetători de la universitatea din Bristol, Marea Britanie; KU Leuven, Belgia; universitatea din Tokyo; universitatea Maryland; Imperial College London precum şi alţii oameni de ştiinţă din întreaga lume.
(Foto: În această imagine microscopică a celulelor, o formă mutantă a unei proteine denumite ERG, care este prezentă la unii pacienţi cu limfedem, este reprezentată în verde, în timp ce nucleele celulelor sunt reprezentate în albastru. În mod normal, proteina ERG există doar în interiorul nucleelor celulelor. Cu toate acestea, forma mutantă observată la pacienţi este distribuită în afara nucleului, în citoplasma celulelor. Credit: Daniela Pirri, şi Graeme Birdsey,de la Institutul Naţional de Inimă şi Plămâni, Imperial College London, care sunt ambii coautori ai articolului din Nature Medicine).
