Studija povezivanja genoma otkriva potencijalne gene iza divertikularne bolesti

Više od polovice odraslih osoba na zapadnoj hemisferi starijih od 40 godina ima male izbočene vrećice unutar crijeva poznate kao divertikule. Uzrokovano slabljenjem vanjske sluznice crijeva, te su vrećice obično bezopasne.

Ali za neke, ove vrećice mogu se bolno upaliti ili inficirati, zahtijeva liječenje antibioticima - ili, u teškim slučajevima, operacija uklanjanja debelog crijeva. Trenutno, nitko ne zna što uzrokuje divertikulozu (nastanak tih vrećica) ili divertikulitis (upala vrećica).

Lillias Maguire, DOKTOR MEDICINE., kolorektalni kirurg na Michigan Medicine, nije bio zadovoljan tipičnim objašnjenjima uobičajene upalne bolesti, što uzrokuje više od 200, 000 bolničkih prijema godišnje u Sjedinjenim Državama.

"Prevladavala je sumnja da je to uzrokovano prehranom, "Maguire kaže." Smatralo se da bi divertikulitis mogao biti povezan s niskim sadržajem vlakana, budući da su ljudi koji konzumiraju tipičnu zapadnjačku prehranu relativno konstipirani.

"Međutim, kad bolje pogledaš, čini se da se ovo objašnjenje ne istrese. "

Studije su pokazale da se divertikulitis nasljeđuje, kaže Maguire, s jednojajčanim blizancima koji pokazuju veću sličnost u vjerojatnosti da će razviti bolest od bračnih blizanaca. To ukazuje na vjerojatnu genetsku komponentu.

Da biste saznali više, prišla je Elizabeth Speliotes, DOKTOR MEDICINE., Dr. Sc., docent za gastroenterologiju, Interna medicina, te računalnu medicinu i bioinformatiku koja je uvelike uključena u genetske studije više različitih stanja bolesti.

Speliotes je mentorirao Maguirea kroz studiju o asocijaciji na čitav genom u potrazi za genima koji su u osnovi ovog stanja. Studija je objavljena u časopisu Genetika prirode .

Analiza velikih razmjera

Studije udruživanja diljem genoma, ili GWAS, relativno su novi i moćni alat za promatranje genetike složenih stanja koja imaju genetsku i okolišnu komponentu i ne prenose se izravno s roditelja na dijete.

Ove se studije oslanjaju na dostupnost velikih zbirki genoma - i veće, bolji.

"Ne postoji način da se napravi pravi GWAS u kohorti od 1, 000 ili čak 5, 000 ljudi jednostavno zato što je genom tako velik, "kaže Maguire.

Na sreću, takva zbirka postoji u obliku UK Biobank, koji sadrži genetske i medicinske podatke više od 500, 000 ljudi u dobi od 40 do 69 godina. To je izvor bez presedana kojem se obraćaju znanstvenici iz cijelog svijeta pokušavajući otključati genetiku iza uobičajenih bolesti poput bolesti srca, rak i demencija.

U ovom slučaju, podaci su imali potencijala. "Kroz medicinsku dokumentaciju, znamo da je oko 28, 000 ljudi u britanskoj Biobanci primljeno je zbog divertikulitisa, "Maguire kaže. Uz pomoć Speliotesova laboratorija, usporedila je te ljude s kohortom od oko 31, 000 ljudi iz Michigan Genomics Initiative u U-M.

Cilj:pronaći zajedničke genetske varijante koje bi mogle identificirati potencijalne gene iza bolesti. "U GWAS -u, tražimo varijante u genima jedinstvene za pojedince koji su povezani s genima, "Maguire kaže." Oni ne moraju nužno odrediti genetske mutacije, ali nas upućuju na područje u genomu koje ima više gena u blizini. "

Uspostavljanje novih veza

Koristeći britanski uzorak Biobank, znanstvenici su pronašli 42 mjesta koja su povezana s 99 gena od interesa. Oni pripisuju veliki uzorak ljudi pomoći u identifikaciji toliko mnogo lokacija.

"Zatim provodimo opsežno statističko ispitivanje kako bismo vidjeli koje su varijante snažno povezane s divertikulitisom, "Kaže Maguire.

No to ne znači da su svih 42 nužno značajne. Sama veličina uzorka znači da će neki lokusi biti samo šum, dodaje ona.

Kada su usporedili 42 lokusa iz UK Biobank s uzorkom Michigan Genomics Initiative, osam ih je izašlo kao uobičajeno između dvije grupe.

"Kad vidimo replikaciju lokusa u različitim populacijama, čini nas sigurnijima da postoji snažna povezanost, "Kaže Maguire.

Ono što je zanimljivo, međutim, s čime su povezani geni koje su identificirali.

U kontekstu divertikulitisa, "Činilo se da geni koje smo vidjeli imaju smisla, "kaže Maguire." Identificirali smo gene za stanice vezivnog tkiva, putevi za koje znamo da su povezani s drugim vezivnim tkivima, kila, i druge bolesti poput aneurizmalnih vaskularnih bolesti koje su također povezane sa vezivnim tkivom. Vidimo ovo i počinjemo razmišljati, 'U REDU, pogađamo nešto dobro. "

Nalazi govore o budućnosti

Analiza nudi novi i koristan uvid u divertikulitis. Trideset i devet lociranih Maguireovih timova nikada prije nije identificirano.

Maguire vjeruje da oni imaju potencijal poslužiti kao polazište za konačno objašnjenje podrijetla ove bolesti.

"Možda istražujući neke od naših meta, mogli bismo imati odgovor o tome zašto se ova bolest javlja i razviti lijek ili terapiju koja djeluje puno bolje nego samo izvaditi komadić debelog crijeva ili ljudima davati ponavljajuće tečajeve antibiotika, " ona kaže.

Nijedno od ovih otkrića, znanstvenici znaju, bilo bi moguće bez biobanki.

"Ljudi koji su imali predviđanje za uspostavu i sudjelovanje u Michigan Genomics Initiative pružili su i rastu ovaj nevjerojatni resurs koji će nam omogućiti da napravimo mnogo više studija kako bismo zaista razumjeli što se događa s ljudima - ne samo s divertikulitisom, već s drugim bolestima, ona kaže. "Ovo je samo početak."

• Liječnik sa Guillain Barré sindromom oporavlja se od normalnog života
• Genetski sustav prijenosa signala za crijevni mikrobiom