Nou instrument de calcul descoperă gene ascunse implicate în astm
Cercetătorii de la Columbia University Mailman School of Public Health, împreună cu colegii de la University of Chicago, au creat un nou cadru computațional care ajută la identificarea genelor ce joacă roluri esențiale în boli precum astmul, dar care sunt adesea neglijate de metodele de analiză genetică existente.
Cadrul, denumit DANDELION, este o abordare computațională inspirată din mediere, care identifică genele responsabile de boli, oferind o nouă modalitate de a descoperi ținte terapeutice. Rezultatele studiului au fost publicate în revista Cell.
Una dintre cele mai mari provocări în genetică este determinarea genelor care cauzează efectiv boala, în contrast cu cele care sunt doar asociate cu aceasta. DANDELION a fost conceput pentru a aborda această provocare, identificând genele care contribuie direct la boală, dar care sunt frecvent omise de metodele existente.
În cadrul unei studii despre astm, cercetătorii au folosit DANDELION pentru a descoperi un proces biologic anterior neidentificat, care pare să joace un rol central în dezvoltarea bolii, sugerând o nouă țintă potențială pentru tratamente viitoare.
Studiul a fost co-condus de Zhonghua Liu, ScD, profesor asistent de Biostatistică la Columbia University Mailman School of Public Health, Marcelo A. Nóbrega, MD, PhD, profesor în Departamentul de Genetică Umană la University of Chicago, și Xuanyao Liu, PhD, profesor asistent în Departamentele de Medicină și Genetică Umană la University of Chicago. Cei trei cercetători sunt autori seniori de contribuție egală ai studiului.
Metodele genetice actuale, împreună cu studiile la scară largă, identifică adesea sute de modificări ADN corelate cu riscul de boală, dar este dificil să se determine care gene cauzează efectiv boala. DANDELION oferă cercetătorilor o modalitate mai eficientă de a preciza aceste gene și căile biologice pe care le controlează.
„Descoperirile genetice au devenit unul dintre cele mai puternice puncte de plecare pentru dezvoltarea de medicamente noi de succes”, afirmă Liu și colegii săi. „Provocarea constă în a separa genele care conduc cu adevărat boala de numeroasele asocieri genetice detectate în studiile mari.”
DANDELION integrează date genetice la scară largă cu informații despre reglementarea transgenică din țesuturi relevante pentru boală, pentru a identifica genele responsabile de boli, care sunt trecute cu vederea de abordările convenționale.
„Acest cadru computațional oferă cercetătorilor o nouă modalitate de a descoperi căile biologice care ar putea deveni ținte pentru terapii viitoare”, a declarat Liu.
Cercetătorii au aplicat apoi DANDELION asupra astmului și au combinat rezultatele cu datele de expresie genică la nivel de celulă unică din Human Lung Cell Atlas pentru a identifica tipurile de celule pulmonare în care genele nou identificate sunt cele mai active.
Noua cale identificată implică palmitoilarea proteinelor, un proces celular care reglează modul în care funcționează proteinele și unde sunt localizate în interiorul celulelor. Experimentele de laborator au arătat că enzimele implicate în acest proces influențează inflamația legată de astm, sugerând că acestea ar putea reprezenta ținte promițătoare pentru terapii viitoare.
Cercetătorii afirmă că DANDELION este conceput să funcționeze dincolo de astm. „Constatările noastre sugerează că DANDELION poate revela mecanismele de boală semnificative clinic, pe care alte abordări le omite”, a spus Liu. „Anticipăm că va ajuta cercetătorii să identifice noi ținte terapeutice în cadrul multor boli complexe.”
