Connaître des gènes responsables d'ostéoporose peut porte ouverte à plus de traitements efficaces

Les scientifiques ont armé les outils d'analyse puissants de caractéristiques et les études en trois dimensions de la géographie génomique pour impliquer les gènes neufs de risque pour l'ostéoporose, l'état de os-affaiblissement continuel qui affecte des millions de gens. Connaître les gènes responsables peut plus tard ouvrir la trappe à plus de traitements efficaces.

Le « recensement de la cause sous-jacente réelle d'une maladie aide souvent à nous guider vers correct, des demandes de règlement visées, » a dit le Chef Struan F.A. Grant, PhD, un directeur d'étude du centre pour la génomique spatiale et fonctionnelle (CSFG) à l'hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP). « Nous avons recensé deux gènes nouveaux qui affectent os-former des cellules concernant des fractures et l'ostéoporose. En outre, les méthodes de recherche que nous avons employées pourraient être appliquées plus grand à d'autres maladies avec une composante génétique. »

Grant et collègues publiés leur recherche le 19 mars 2018 dans des transmissions de nature. Il dirigé par Co l'étude avec Andrew D. Wells, PhD, un chercheur d'immunologie à la CÔTELETTE et l'autre directeur du CSFG ; et Kurt D. Hankenson, DVM, PhD, un expert dans l'ossification et retouche à l'Université du Michigan. Le chercheur Alessandra Chesi, PhD de génétique, aussi de CÔTELETTE, était le premier auteur, avec les trois premiers auteurs de joint complémentaire. Grant et Wells sont également des membres de la faculté à l'École de Médecine de Perelman à l'Université de Pennsylvanie.

Le groupe d'étude a vérifié des lieux génétiques, ou des régions d'ADN, précédemment déterminées pour être associé à la densité minérale osseuse dans des études de la taille du génome d'association (GWAS), dans les adultes et les enfants. Les « scientifiques ont su pendant quelque temps maintenant que le gène le plus proche à une variante liée à une maladie n'est pas forcément la cause de la maladie, » ont dit Wells. Puisque la recherche de GWAS trouve les changements d'unique-base de l'ADN qui ne sont pas habituellement situés dans les parties évidentes du génome, beaucoup de recherche s'est tournée vers le contexte plus grand des interactions dans le génome--le complément entier de l'ADN dans des cellules.

Parfois les changements, polymorphismes appelés d'unique-nucléotide, ou des SNP, trouvés de GWAS sont situés près d'un gène de coupable. Plus souvent le signe vient d'une région de non-codage de l'ADN qui règle un autre gène qui peut être des milliers de bases loin sur la séquence d'ADN. « La géographie du génome n'est pas linéaire, » a dit Grant. « Puisque l'ADN est plié dans des chromosomes, les parties du génome peuvent entrer en contact matériel, activant les interactions biologiques principales qui affectent comment un gène est exprimé. C'est pourquoi nous étudions la structure en trois dimensions du génome. »

En analysant comment la chromatine, les fibres qui composent des chromosomes, est arrangée dans des formes spécifiques, la génomique spatiale offre l'analyse dans la façon dont les gènes agissent l'un sur l'autre matériel avec les régions de réglementation dans l'ADN qui transcription initiée. La transcription est le procédé dans lequel l'ADN est copié dans l'ARN, le premier événement dans l'expression du gène.

Grant et collègues avaient l'habitude la situation actuelle massivement parallèle, outils à haute résolution pour analyser des interactions de la taille du génome dans les osteoblasts humains--os-formant des cellules dérivées des cellules souche mésenchymateuses. Leurs outils d'analyse emploient une approche « multi-omic », intégrant des caractéristiques de la séquence de génome et des détails de la structure de la chromatine pour tracer des interactions entre les promoteurs liés à la DMO potentiels de gène et les régions hébergeant des variants génétiques liés à la biologie de DMO.

L'étude a indiqué exactement deux gènes nouveaux, ING3 et EPDR1, qui ont à leur tour indiqué des effets intenses sur les osteoblasts humains. « Alors que nous n'éliminons pas d'autres gènes responsables possibles dans ces régions, le gène ING3 en particulier est resté à l'extérieur parce que nous avons constaté que le signe génétique à cette région était le plus intense lié à la densité osseuse au poignet--le site principal de la fracture chez les enfants, » a dit Chesi.

Hankenson a noté, « ceci propose à nous que les études complémentaires complémentaires vérifiant des voies biologiques affectées par ce gène puissent présenter des objectifs pour que les traitements renforcent la densité minérale osseuse et pour évitent éventuel des fractures. » Les chercheurs ont longtemps su que le compte de régularisation d'os pendant l'enfance peut soutenir la santé d'os dans l'âge adulte. Cette nouvelle ligne de recherche peut présenter des stratégies pour établir sur cette connaissance.

Grant a ajouté que l'approche analytique utilisée dans cette étude pourrait avoir une utilisation plus grande en étudiant d'autres maladies génétiques--y compris des conditions pédiatriques. Son équipe collabore avec des chercheurs à la CÔTELETTE et à d'autres centres pour produire des atlas des interactions de promoteur-variante en travers des types multiples de cellules. « Notre espoir est que cette approche et ces atlas pourraient offrir les moyens grands dans des demandes de règlement visées de ouvrage pour beaucoup de différentes maladies, y compris de certains cancers, diabète et lupus pédiatriques. »