Novi uvidi u rijetke poremećaje oka
Znanstvenici su analizirali slike i genomske podatke iz UK Biobank kako bi došli do uvida u rijetke bolesti ljudskog oka. To uključuje retinalne distrofije – skupinu nasljednih poremećaja koji utječu na mrežnicu – koji su također vodeći uzrok certificiranja sljepoće u radno sposobnih odraslih osoba.
Retina se nalazi u stražnjem dijelu oka. To je slojevito tkivo koje prima svjetlost i pretvara je u signal koji mozak može protumačiti. Svaki retinalni sloj sastoji se od različitih vrsta stanica koje imaju jedinstvenu ulogu u ovom procesu pretvorbe svjetla.
Za ovu studiju objavljenu u časopisu PLOS Genetics, znanstvenici su se usredotočili na fotoreceptorske stanice (PRCs), to su stanice koje detektiraju svjetlo, a nalaze se u mrežnici. Te se stanice mogu neinvazivno prikazati pomoću optičke koherentne tomografije (OCT), postupka koji se u današnje vrijeme nudi kod mnogih optičara. Koristeći OCT slikovne podatke i genomske podatke pohranjene u UK Biobank, znanstvenici su uspjeli generirati najveću studiju povezanosti genoma NRK-a.
Rijetke retinalne distrofije
Rijetke bolesti mrežnice često su uzrokovane nasljednim mutacijama u genima koje izražava PRC. Ove mutacije uzrokuju nepravilan rad mrežnice, što dovodi do oštećenja vida ili čak sljepoće. Iako su ove pojedinačne bolesti rijetke, zajedno su vodeći uzrok sljepoće u radno sposobnih odraslih osoba.
"Imali smo pristup spojenim slikama i podacima o genotipovima u razmjerima koji nisu viđeni u studiji ove vrste", rekla je Hannah Currant, bivša doktorandica na EMBL-ovom Europskom institutu za bioinformatiku (EMBL-EBI) i postdoktorandica na Novo Nordisku Zakladni centar za istraživanje proteina (CPR) Sveučilišta u Kopenhagenu. “Pristup ogromnoj količini podataka bio je ključan za studiju i omogućio nam je identificirati genetske veze s rijetkim retinalnim distrofijama. Ovaj rad je odredio nove puteve za istraživanje te stvorio nova pitanja o rijetkim retinalnim distrofijama.”
Povezivanje genotipa i fenotipa
OCT proizvodi slike visoke razlučivosti koje se mogu koristiti za prepoznavanje različitih slojeva i struktura unutar mrežnice. Takve se slike obično koriste u klinici kao pomoć u dijagnostici očnih poremećaja. Za ovu studiju, istraživači su koristili OCT slike i odgovarajuće genomske i medicinske informacije više od 30.000 sudionika, a pohranjene u UK Biobank.
"Biobanka Ujedinjenog Kraljevstva je bogat, neprocjenjiv resurs koji ima golem potencijal da omogući genomsku medicinu", rekao je Ewan Birney, zamjenik glavnog direktora Europskog laboratorija za molekularnu biologiju (EMBL). "Postoji toliko puno potencijala koji samo čekaju da budu oslobođeni iz tamo pohranjenih podataka, što nam omogućuje da razumijemo ljudsku biologiju te kako i kada krene po zlu, prema bolesti."
Pokretanje genomske medicine
Znanstvenici su proveli studije povezanosti genoma (GWAS) na podacima UK Biobank kako bi potražili genetske varijacije povezane s razlikama u debljini slojeva PRC-a. To ih je dovelo do identificiranja genomskih varijacija povezanih s debljinom jednog ili više slojeva PRC-a, uključujući one s prethodnim povezanostima s poznatim očnim bolestima. Novoidentificirane genomske asocijacije pohranjuju se i može im se otvoreno pristupiti putem GWAS kataloga.
Za neke od ovih genetskih varijanti se znalo kako su povezane s očnim bolestima, ali iznenađujuće, brojne relativno uobičajene genetske varijante bile su blizu gena za koje se zna da uzrokuju rijetke genetske očne bolesti, kada su poremećene. U jednom slučaju, znanstvenici su uspjeli istražiti kako kombinacije uobičajenih varijanti blizu gena za koje se zna da su uključeni u rijetke očne bolesti mijenjaju strukturu mrežnice. To daje više sigurnosti kada se gledaju određene zbirke rijetkih bolesti kako bi se vidjelo kako te specifične varijante mogu utjecati na bolest.
"Sustavna bioinformatska analiza velikih kohorti podataka pokreće budućnost genomske medicine", rekao je Omar Mahroo, profesor retinalne neuroznanosti na Sveučilišnom koledžu u Londonu i oftalmolog konzultant u očnoj bolnici Moorfields. "Pristup tim podacima i mogućnost uspostavljanja ovih veza između fenotipova bolesti i genetskih varijacija otvorit će mnoge nove mogućnosti za modernu dijagnozu bolesti i terapiju."
Razvijanje razumijevanja molekularnog načina na koji ljudski ekosustav – društveni, fizički i biološki čimbenici kojima smo izloženi tijekom života – stupa u interakciju s našim genetskim sastavom kako bi utjecao na naše zdravlje prioritet je za EMBL.
Izvor: European Molecular Biology Laboratory