Rozwiązywanie problemu braku różnorodności w badaniach genomowych

Kiedy genetyk Kent Taylor z Instytutu Badań Biomedycznych w Los Angeles dwa lata temu postanowił napisać grant na badanie genetycznych czynników ryzyka cukrzycy typu 2 u Latynosów, nie mógł znaleźć zbyt wielu badań. Skonsultował się z międzynarodowym zbiorem wszystkich opublikowanych badań asocjacyjnych całego genomu, zwanym Katalogiem GWAS, i znalazł 19 badań dotyczących cukrzycy typu 2 u Europejczyków, 14 u Azjatów, trzy u Latynosów, jedno u Meksykanów i jedno w populacji Indian amerykańskich w Arizona.

Te badania asocjacyjne całego genomu skanują DNA wielu ludzi, aby wykryć warianty genetyczne związane z czynnikami wywołującymi choroby. Jednak duże grupy ludności — w tym Afrykanie, Latynosi, rdzenni mieszkańcy lub tubylcy — są w ogromnym stopniu niedostatecznie reprezentowane w tych badaniach i ogólnie w badaniach genomicznych. Bez tych informacji naukowcom może brakować kluczowych czynników genetycznych, które odgrywają rolę w podatności na choroby i reakcji na leki w różnych grupach populacji.

Taylor twierdzi, że katalog GWAS jest najważniejszym narzędziem współczesnej genetyki, ale nie jesteśmy nawet blisko jego ukończenia. Twierdzi, że potrzebna jest większa różnorodność genomiczna, aby stworzyć podstawową infrastrukturę genomową, którą naukowcy mogą wykorzystać do badania chorób w różnych populacjach.

Niedawny analiza opublikowana w czasopiśmie Natura ujawnili, że 81 procent uczestników tych badań asocjacyjnych całego genomu było pochodzenia europejskiego. Łącznie osobniki pochodzenia afrykańskiego, latynoamerykańskiego i rodzimego lub rdzennego stanowią mniej niż 4% wszystkich analizowanych próbek genomowych. Chociaż ogólna różnorodność w badaniach asocjacyjnych całego genomu wzrosła od 2009 r., kiedy 96 procent danych pochodziło od osób pochodzenia europejskiego , znaczna część wzrostu różnorodności jest spowodowana dużymi przyrostami danych azjatyckich i tylko marginalnym wzrostem w innych grupach populacji.

Adebowale Adeyemo, zastępca dyrektora Centre for Research on Genomics and Global Health w National Human Genome Research Institute (część National Institutes of Health), mówi, że społeczność naukowa miała tendencję do zakładania, że ​​biedniejsze kraje, takie jak wiele w Afryce, Azji oraz Ameryka Środkowa i Południowa nie potrzebują badań genomicznych, ponieważ największymi zabójcami są choroby zakaźne. Jednak choroby przewlekłe, takie jak cukrzyca i choroby serca, rosną teraz również w krajach o niższych dochodach, a Adeyemo mówi, że potrzebne są dalsze badania genomu, aby zrozumieć czynniki ryzyka różnych populacji dla tych schorzeń.

Międzynarodowa grupa badaczy znana jako Human Heredity and Health in Africa Initiative lub H3Africa, stara się zwiększyć wiedzę naukowców na temat genetyki w populacjach afrykańskich. Projekt, który składa się z 14 badań poświęconych różnym chorobom, zbiera dane z badań asocjacyjnych całego genomu, a także danych z sekwencjonowania genomu – całego odczytu DNA danej osoby – od tysięcy uczestników.

Kolejną próbą zwiększenia różnorodności w badaniach genomicznych jest Badanie zdrowia społeczności latynoskiej / badanie Latynosów uruchomione przez National Institutes of Health (NIH) w 2013 roku. Badanie, które obejmie 16 000 uczestników, ma na celu ustalenie czynników ryzyka chorób układu krążenia i płuc oraz chorób przewlekłych u mieszkańców Ameryki Łacińskiej. Ale Taylor mówi, że wśród Latynosów i ludzi z Ameryki Łacińskiej jest tak duża różnorodność genetyczna, że ​​konieczne będą dodatkowe badania.

NIH jest również w trakcie 30-letnie studia na temat mężczyzn i kobiet w Indiach i ich genetycznych czynników ryzyka chorób układu krążenia.

Firmy takie jak Illumina i 23andMe opracowują nowe narzędzia, aby pomóc badaczom takim jak ci badać zmienność genetyczną w różnych grupach populacji. Illumina współpracuje z H3Africa w celu opracowania mikromacierzy — laboratoryjnego chipa testowego używanego do określania różnic w składzie genetycznym w populacji — który zawiera informacje od większej liczby osób pochodzenia afrykańskiego niż jakakolwiek inna dostępna na rynku macierz.

Firma Illumina zajmująca się badaniami genetycznymi opracowuje chip do testów laboratoryjnych, aby pobudzić więcej badań nad różnorodnością genetyczną Afrykanów.

Tablica będzie zawierać 2,5 miliona wariacji genetycznych, które pojawiają się w populacjach afrykańskich. Informacje pochodzą z próbek genomowych 3000 osobników zebranych przez H3Africa. Reprezentuje to znacznie większą różnorodność genetyczną niż obecne testy Illumina, które obejmują informacje genetyczne od mniej niż 700 Afrykanów.

W zeszłym roku Illumina udostępniła nową tablicę dla populacji różnych przodków. Julie Collens, starszy menedżer Illuminy ds. rozwoju rynku, mówi, że chip dla Afrykanów był potrzebny, ponieważ region jest tak zróżnicowany genetycznie, a poprzednie tablice obejmowały tylko niewielką próbkę informacji genetycznych z Afryki. Illumina ma 28 chipów dostępnych na rynku do wykorzystania w badaniach genetycznych ludzi, w tym w przypadku określonych chorób, takich jak zaburzenia odporności i choroby psychiczne, a także szereg populacji chińskiej.

Ponadto 23andMe ogłosiło, że buduje referencyjną bazę danych zawierającą sekwencje całych genomów afroamerykańskich klientów firmy, którzy wyrazili zgodę na udział w badaniach. Adam Auton, starszy naukowiec 23andMe i genetyk statystyczny, mówi, że firma zamierza włączyć do bazy danych sekwencje pochodzące od ponad 900 osób, które ostatecznie zostaną udostępnione NIH i udostępnione badaczom. Do tej pory większość sekwencji całego genomu wykonano u ludzi pochodzenia europejskiego.

Chociaż Adeyemo mówi, że te nowe narzędzia z pewnością będą pomocne, ich wprowadzenie nie stanowi tak dużej zmiany w badaniach genomicznych, jak by sobie tego życzył. Mówi, że naukowcy muszą chcieć prowadzić badania w populacjach pozaeuropejskich, a organizacje naukowe na całym świecie muszą zapewnić fundusze na wspieranie tego rodzaju badań.

ukryć