Gli scienziati mappano le reti biologiche dei geni per guadagnare le nuove comprensioni sui meccanismi di malattia

I software tool innovatori hanno permesso che gli scienziati costruissero “le mappe„ accurate con reti del gene per circa 400 tipi differenti del tessuto e della cellula umana, varianti dalle celle immuni ai tessuti cerebrali, mentre gli studi precedenti sono stati limitati ad appena un o poco tessuto. Ciascuna di queste reti descrive le centinaia di migliaia di interazioni regolarici fra migliaia di geni, danti il primo parere globale “del sistema di controllo„ di diversi celle e tessuti. Il gruppo ha trovato che le varianti genetiche interrompono le componenti di queste reti in tessuti specifici di malattia, danti le nuove comprensioni sui meccanismi di malattia che possono piombo ai trattamenti mirati a che sono più efficaci ed avere meno effetti collaterali per il paziente. Il progetto era condutto dai ricercatori dal dipartimento formato di recente di biologia di calcolo (DCB) all'università di Losanna (UNIL) e dell'istituto svizzero del SIB di bioinformatica, in collaborazione con i ricercatori dall'ospedale universitario di Losanna (CHUV) e di vasto istituto del MIT e di Harvard.

Gli avanzamenti nel sequenziamento del genoma e le tecnologie relative hanno provocato i grandi studi che paragonano le varianti genetiche fra la gente in buona salute e la gente ad uno stato stabilito. Questi studi hanno identificato con successo migliaia di varianti genetiche che sono collegate alle malattie differenti. Tuttavia, i meccanismi da cui la malattia di influenza di queste varianti elabora rimangono principalmente sconosciuti, che corrente sta ostacolando il progresso ai test diagnostici migliori di sviluppo ed ai trattamenti personali per i pazienti.

Daniel Marbach, David Lamparter e prof. Sven Bergmann (SIB, UNIL), in collaborazione con prof. Zoltán Kutalik (SIB, CHUV, UNIL) e prof. Manolis Kellis (MIT), ora hanno mappato le reti dei geni d'interazione che sono perturbati dalle varianti di malattia con risoluzione senza precedenti attraverso le centinaia di tipi e di tessuti della cellula umana.

Regioni regolarici capite male

“La sfida è quella più di 90% della bugia di varianti di malattia fuori dei geni, nelle regioni del genoma che sono„ Marbach ancora capito male dicono. “Queste regioni possono avere funzioni regolarici, che a volte sono interrotte dalle varianti genetiche. Le cose ottengono ancor più complicate mentre le relazioni regolarici possono variare fra i tipi differenti del tessuto. Per esempio, un determinato gene può attivare altro nel fegato, ma non nel cuore.„

Il gruppo ha affrontato così il compito ambizioso di creazione “delle mappe„ accurate delle reti regolarici che gestiscono l'attività dei geni in un tessuto dato. I dati da un consorzio internazionale della ricerca (FANTOM) accoppiato con le tecniche novelle dell'analisi li hanno permessi di creare l'ampia raccolta di tali reti fin qui, descrivente le interazioni regolarici fra oltre 19.000 geni dentro vicino a 400 tipi e tessuti della cellula umana. Lo studio dà così il primo parere completo dei sistemi di regolazione attraverso una vasta gamma di celle e di tessuti.

Cattura dell'inspirazione dalle reti sociali

L'ipotesi di fondo era che le varianti genetiche possono urtare i geni che sono connessi all'interno delle reti regolarici dei tessuti che sono specifici a determinate malattie. Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno impiegato le tecniche simili a quelle applicate alle reti sociali ad informazioni di guadagno sugli utenti in base ai loro collegamenti. Ma in questo caso, hanno usato le reti biologiche per ottenere le informazioni sui geni che possono piombo alle malattie.

In un grande studio compreso i dati genetici per diverso neurodegenerative, i disordini psichiatrici, in relazione con immune, cardiovascolari e metabolici, i ricercatori hanno trovato che le varianti di malattia pregiudicano spesso i gruppi di geni che sono stati collegati densamente all'interno delle reti regolarici, confermanti la loro ipotesi. Inoltre, queste componenti commoventi della rete segnate con i tipi o i tessuti notevoli delle cellule di precisione che sono implicati nei trattamenti di malattia. “Per esempio, la gente con la schizofrenia è stata trovata per avere varianti genetiche che perturbano i geni d'interazione in tessuti cerebrali che sono responsabili di comportamento conoscitivo ed emozionale, mentre le varianti genetiche connesse con l'obesità urtano i geni che interattivo in tessuti del sistema intestinale„ Marbach dice.

Verso i migliori trattamenti mirati a

“Il nostro lavoro indica che le mappe accurate delle reti del gene per i tessuti differenti saranno utile tremendo per avanzare la nostra comprensione di come le malattie cominciano e progrediscono, che è essenziale per progettare i trattamenti mirati a e per identificare i gruppi pazienti che reagiscono a questi trattamenti in una regolazione personale della medicina,„ conclude prof. Bergmann.

Source:

University of Lausanne