Conoscere i geni causativi di osteoporosi può porta aperta ai trattamenti più efficaci

Gli scienziati hanno sfruttato gli strumenti di analisi potenti di dati e gli studi tridimensionali su geografia genomica per implicare i nuovi geni di rischio per osteoporosi, lo stato d'indebolimento cronico che pregiudica milioni di persone. Conoscere i geni causativi può più successivamente aprire la porta ai trattamenti più efficaci.

“Identificare la causa fondamentale reale di una malattia contribuisce spesso a dirigerci verso corretto, trattamenti mirati a,„ ha detto la guida Struan F.A. Grant, il PhD, un Direttore di studio del centro per genomica spaziale e funzionale (CSFG) all'ospedale pediatrico di Filadelfia (CHOP). “Abbiamo identificato due geni novelli che pregiudicano la osso-formazione delle celle relative alle fratture ed all'osteoporosi. Ancora, i metodi che della ricerca abbiamo usato potrebbero applicarsi più largamente ad altre malattie con una componente genetica.„

Grant ed i colleghi hanno pubblicato il loro la ricerca 19 marzo 2018 nelle comunicazioni della natura. Lui guidato co lo studio con Andrew D. Wells, PhD, un ricercatore di immunologia al TAGLIO e l'altro Direttore del CSFG; e Kurt D. Hankenson, DVM, PhD, un esperto nella formazione dell'osso e ricostruire all'università del Michigan. Il ricercatore Alessandra Chesi, PhD della genetica, anche dal TAGLIO, era il primo autore, con tre primi autori della giunzione supplementare. Grant e Wells egualmente sono docenti nella scuola di medicina di Perelman all'università della Pennsylvania.

Il gruppo di studio ha studiato i luoghi genetici, o le regioni del DNA, precedentemente stabilite per essere associato con densità minerale ossea negli studi genoma di ampiezza di associazione (GWAS), sia in adulti che in bambini. “Gli scienziati hanno saputo da qualche tempo che il gene più vicino ad una variante connessa con una malattia non è necessariamente la causa della malattia,„ hanno detto Wells. Poiché la ricerca di GWAS individua i cambiamenti della unico base in DNA che non sono situati solitamente nelle parti ovvie del genoma, molta ricerca si è girata verso il più vasto contesto delle interazioni all'interno del genoma--l'intero complemento di DNA all'interno delle celle.

A volte i cambiamenti, chiamati polimorfismi del unico nucleotide, o SNPs, trovato in GWAS sono situati vicino ad un gene del colpevole. Il segnale viene più spesso da una regione di non codifica del DNA che regolamenta un altro gene che può essere migliaia di basi via sulla sequenza del DNA. “La geografia del genoma non è lineare,„ ha detto Grant. “Poiché il DNA profilatura nei cromosomi, le parti del genoma possono entr inare contatto fisico, permettendo alle interazioni biologiche chiave che pregiudicano come un gene è espresso. Ecco perché studiamo la struttura tridimensionale del genoma.„

Nell'analizzare come la cromatina, le fibre che compongono i cromosomi, è sistemata nelle forme specifiche, la genomica spaziale offre la comprensione in come i geni interagiscono fisicamente con le regioni regolarici in DNA che trascrizione iniziata. La trascrizione è il trattamento in cui il DNA è copiato in RNA, il primo evento nell'espressione genica.

Grant ed i colleghi hanno usato in maniera massiccia la punta del progresso parallela, strumenti ad alta definizione per analizzare le interazioni genoma di ampiezza nei osteoblasts umani--osso-formando le celle derivate dalle cellule staminali mesenchymal. I loro strumenti analitici usano un approccio “multi--omic„, integrante i dati dalla sequenza del genoma e dai dettagli della struttura della cromatina per mappare le interazioni fra i promotori in relazione con BMD potenziali del gene e le regioni che harboring le varianti genetiche relative a biologia del BMD.

Lo studio ha segnato due geni con esattezza novelli, ING3 e EPDR1, che a loro volta hanno rivelato i forti effetti sui osteoblasts umani. “Mentre non stiamo eliminando altri geni causativi possibili in queste regioni, il gene ING3 è stato specialmente fuori perché abbiamo trovato che il segnale genetico a questa regione era quello più forte connesso con densità ossea alla manopola--il sito principale della frattura in bambini,„ ha detto Chesi.

Hankenson ha notato, “questo suggerisce a noi che gli studi di approfondimento che studiano le vie biologiche influenzate da questo gene possano presentare gli obiettivi affinchè le terapie rinforzino la densità minerale ossea ed infine per impedire le fratture.„ I ricercatori lungamente hanno saputo che l'attribuzione dell'osso durante l'infanzia può sostenere la salubrità dell'osso nell'età adulta. Questa nuova linea di ricerca può presentare le strategie per costruire su quella conoscenza.

Grant ha aggiunto che l'approccio analitico utilizzato in questo studio potrebbe avere un più vasto uso nello studio delle altre malattie genetiche--compreso le circostanze pediatriche. Il suo gruppo sta collaborando con i ricercatori al TAGLIO e ad altri centri per generare gli atlanti delle interazioni di promotore-variante attraverso i tipi multipli delle cellule. “La nostra speranza è che questo approccio e questi atlanti potrebbero offrire le grandi risorse nei trattamenti mirati a di perfezionamento per molte malattie differenti, compreso i determinati cancri, diabete e lupus pediatrici.„