Полногеномное ассоциативное исследование выявило потенциальные гены, лежащие в основе дивертикулярной болезни

Более чем у половины взрослых в западном полушарии старше 40 лет в кишечнике есть небольшие выпуклые мешочки, известные как дивертикулы. Вызвано ослаблением внешней оболочки кишечника, эти пакеты обычно безвредны.

Но для некоторых эти мешочки могут сильно воспалиться или инфицироваться, требуется лечение антибиотиками - или, в серьезных случаях, операция по удалению толстой кишки. В настоящий момент, никто не знает, что вызывает дивертикулез (образование этих мешочков) или дивертикулит (воспаление мешочков).

Лилиас Магуайр, Доктор медицины, колоректальный хирург в Michigan Medicine, не был удовлетворен типичными объяснениями распространенного воспалительного заболевания, что вызывает более 200, 000 госпитализаций ежегодно в США.

"Возобладало подозрение, что это вызвано диетой, - говорит Магуайр. - Считалось, что дивертикулит может быть связан с низким содержанием клетчатки, поскольку люди, придерживающиеся типичной западной диеты, относительно страдают запорами.

"Тем не мение, когда вы присмотритесь повнимательнее, это объяснение, кажется, не меняет ".

Исследования показали, что дивертикулит передается по наследству, говорит Магуайр, с однояйцевыми близнецами, показывающими большее сходство по вероятности развития болезни, чем у разнояйцевых близнецов. Это указывает на возможную генетическую составляющую.

Узнать больше, она подошла к Элизабет Спелиотес, Доктор медицины, Кандидат наук., доцент кафедры гастроэнтерологии, медицина внутренних органов, и компьютерная медицина и биоинформатика, которые активно участвовали в генетических исследованиях множества различных болезненных состояний.

Спелиоты наставляли Магуайра через общегеномное ассоциативное исследование, чтобы найти гены, лежащие в основе этого заболевания. Исследование опубликовано в журнале. Природа Генетика .

Масштабный анализ

Полногеномные ассоциации исследований, или GWAS, являются относительно новым и мощным инструментом для изучения генетики сложных состояний, которые имеют как генетический, так и экологический компонент и не передаются напрямую от родителей к ребенку.

Эти исследования полагаются на доступность больших коллекций геномов - и, тем более, лучше.

"Невозможно выполнить истинный GWAS в когорте из 1 человека, 000 или даже 5, 000 человек просто потому, что геном такой большой, - говорит Магуайр.

К счастью, такая коллекция существует в виде Биобанка Великобритании, который содержит генетическую и медицинскую информацию о более чем 500, 000 человек в возрасте от 40 до 69 лет. Это беспрецедентный ресурс, к которому ученые со всего мира обращаются в попытке раскрыть генетику распространенных заболеваний, таких как болезни сердца, рак и деменция.

В этом случае, у данных был потенциал. "Через медицинские записи мы знаем, что около 28, 000 человек в Биобанке Великобритании были госпитализированы по поводу дивертикулита, - говорит Магуайр. С помощью лаборатории Спелиота, она сравнила этих людей с когортой примерно 31 человек, 000 человек из Мичиганской инициативы по геномике в Университете штата Мичиган.

Цель:найти общие генетические варианты, которые могут идентифицировать потенциальные гены, стоящие за заболеванием. "В GWAS мы ищем варианты в геномах, уникальные для людей, которые связаны с генами, «Они не обязательно указывают на генетические мутации, - говорит Магуайр, - но они указывают нам на область в геноме, которая имеет рядом несколько генов».

Новые связи

Используя образец британского биобанка, исследователи обнаружили 42 места, которые были связаны с 99 интересующими генами. Они считают, что большая выборка людей помогает определить так много мест.

"Затем мы проводим масштабный статистический тест, чтобы увидеть, какие варианты оказываются наиболее сильно связанными с дивертикулитом. "- говорит Магуайр.

Но это не значит, что все 42 обязательно значимы. Огромный размер выборки означает, что некоторые локусы обязательно будут просто шумом, она добавляет.

Когда они сравнили 42 локуса из британского биобанка с образцом Michigan Genomics Initiative, восемь оказались общими для двух групп.

"Когда мы видим репликацию локусов в популяциях, это заставляет нас чувствовать себя более уверенно из-за сильной корреляции, "- говорит Магуайр.

Что там интересного, тем не мение, это то, с чем связаны идентифицированные ими гены.

В контексте дивертикулита "Гены, которые мы видели, имели смысл, - говорит Магуайр. - Мы определили гены клеток соединительной ткани, пути, которые, как мы знаем, связаны с другими соединительными тканями, грыжа, и другие заболевания, такие как аневризматические сосудистые заболевания, которые также связаны с соединительной тканью. Мы видим это и начинаем думать, 'OK, мы попадаем во что-то хорошее ".

Выводы информируют будущее

Анализ предлагает новые и полезные сведения о дивертикулите. Тридцать девять локусов, обнаруженных командой Магуайра, никогда ранее не были идентифицированы.

Магуайр считает, что они могут послужить отправной точкой для окончательного объяснения происхождения этого заболевания.

"Может быть, исследуя некоторые из наших целей, у нас может быть ответ о том, почему возникает это заболевание, и мы разработаем лекарство или терапию, которые работают намного лучше, чем простое удаление части толстой кишки или повторные курсы антибиотиков, " она говорит.

Ни одно из этих открытий, исследователи знают, было бы возможно без биобанков.

"Люди, у которых хватило дальновидности создать и принять участие в Мичиганской инициативе по геномике, предоставили и продолжают развивать этот удивительный ресурс, который позволит нам провести гораздо больше исследований, чтобы действительно понять, что происходит с людьми - не только с дивертикулитом, но и с другими заболеваниями, она говорит. "Это только начало."

• Врач с синдромом Гийена Барре вернулся к нормальной жизни
• Генетическая система передачи сигналов для кишечного микробиома