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Intuizioni genetiche sul disturbo bipolare e sulla schizofrenia

Nuove ricerche mettono in luce fattori genetici nel disturbo bipolare e nella schizofrenia, specialmente tra gli afroamericani.

Runjia Li, Sarah A. Gagliano Taliun, Kevin Liao, Matthew Flickinger, Janet L. Sobell, Giulio Genovese, Adam E. Locke, Rebeca Rothwell Chiu, Jonathon LeFaive, Taylor Martins, Sinéad Chapman, Anna Neumann, Robert E. Handsaker, Donna K. Arnett, Kathleen C. Barnes, Eric Boerwinkle, David Braff, Brian E. Cade, Myriam Fornage, Richard A. Gibbs, Karin F. Hoth, Lifang Hou, Charles Kooperberg, Ruth J.F. Loos, Ginger A. Metcalf, Courtney G. Montgomery, Alanna C. Morrison, Zhaohui S. Qin, Susan Redline, Alexander P. Reiner, Stephen S. Rich, Jerome I. Rotter, Kent D. Taylor, Karine A. Viaud-Martinez, Tim B. Bigdeli, Stacey Gabriel, Sebastian Zollner, Albert V. Smith, Goncalo Abecasis, Steve McCarroll, Michele T. Pato, Carlos N. Pato, Michael Boehnke, James Knowles, Hyun Min Kang, Roel A. Ophoff, Jason Ernst, Laura J. Scott

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Genetica del Disturbo Genetica del Disturbo Bipolare e della Schizofrenia disturbi mentali. La ricerca svela legami genetici nei
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Il Disturbo Bipolare (DB) e la schizofrenia (SZ) sono due condizioni di salute mentale serie che colpiscono molte persone in tutto il mondo. Possono influenzare moltissimo la qualità della vita di una persona, rendendo difficile svolgere le attività quotidiane. I sintomi possono variare ampiamente, ma tra i più comuni ci sono i cambiamenti dell'umore e gli episodi di psicosi. La psicosi può comportare vedere o sentire cose che non ci sono. Molte persone con queste condizioni possono anche provare sentimenti di tristezza o avere difficoltà a pensare chiaramente.

Sia il DB che la SZ comportano rischi significativi. Le persone con questi disturbi spesso affrontano una maggiore probabilità di suicidio e un rischio maggiore di morire per altre cause. I ricercatori pensano che la genetica giochi un ruolo importante in queste malattie. Gli studi suggeriscono che la storia familiare può influenzare la probabilità di sviluppare uno dei due disturbi, con stime di ereditarietà che variano dal 60% all'85% per il disturbo bipolare e dal 60% all'80% per la schizofrenia.

Legami genetici tra il disturbo bipolare e la schizofrenia

Interessante, c'è una buona dose di sovrapposizione nel patrimonio genetico del DB e della SZ. Alcune ricerche indicano che le somiglianze genetiche possono arrivare fino a 0,68 quando si esaminano Varianti genetiche comuni. Comprendere i fattori genetici legati a questi disturbi è fondamentale per trovare trattamenti migliori e approfondimenti su cosa causa queste condizioni.

Molti settori diversi nel nostro DNA sono stati collegati a DB e SZ. Grandi studi hanno identificato numerosi luoghi genetici che sembrano essere associati a questi disturbi. Ad esempio, in uno studio focalizzato su persone di origine europea e dell'Asia orientale, è stata trovata un'enorme quantità di luoghi genetici unici collegati alla schizofrenia. Un altro studio sul disturbo bipolare ha trovato specifiche regioni genetiche legate a neuroni e sinapsi, che sono cruciali per la funzione cerebrale.

Sequenziamento dell'intero esoma: un nuovo approccio

Il sequenziamento dell'intero esoma (WES) è una tecnica che guarda a tutte le parti del DNA che codificano per i geni. Aiuta i ricercatori a trovare variazioni che possono contribuire alle malattie. Uno studio importante, noto come SCHEMA, ha esaminato un'ampia gamma di individui e ha scoperto che alcune varianti genetiche molto rare erano più comuni in individui con schizofrenia. Questo significa che queste rare differenze genetiche potrebbero aumentare il rischio di sviluppare il disturbo.

D'altra parte, uno studio sul disturbo bipolare ha trovato che le persone con DB avevano un'abbondanza di specifiche variazioni genetiche rare rispetto a quelle senza il disturbo. Combinando i risultati di entrambi gli studi, è emerso un gene chiamato AKAP11 come potenziale fattore di rischio, indicando che queste rare variazioni genetiche svolgono un ruolo significativo sia nel DB che nella SZ.

Comprendere le varianti non codificanti

Mentre si sa molto sulle varianti codificanti, che sono cambiamenti nel DNA che influenzano come vengono prodotti i proteine, c'è ancora tanto da imparare sulle varianti non codificanti. Queste sono parti del DNA che non codificano per le proteine ma possono comunque influenzare come funzionano i geni. Il Sequenziamento dell'intero genoma (WGS) può aiutare i ricercatori a trovare queste varianti. Tuttavia, gli studi concentrati sulle varianti non codificanti in DB e SZ sono stati limitati in termini di grandezza.

La maggior parte degli studi si è concentrata su piccoli gruppi di persone, il che non è sufficiente per trarre conclusioni ampie. Ad esempio, uno studio in Svezia ha esaminato un gruppo con schizofrenia e ha analizzato i cambiamenti strutturali nel DNA, ma non ha trovato differenze significative nelle variazioni genetiche non codificanti.

Necessità di rappresentazione diversificata

La maggior parte degli studi genetici sui disturbi psichiatrici si è concentrata principalmente su individui di origine europea. Questa mancanza di diversità è un problema poiché può limitare le scoperte sulle variazioni genetiche tra diversi contesti. Anche se sono stati compiuti progressi per includere più ancestrie diverse, c'è ancora molta strada da fare. Ad esempio, usare un punteggio di rischio genetico basato su ascendenza europea potrebbe non prevedere accuratamente il rischio in persone di altre origini. Si stanno facendo sforzi per includere individui di varie ancestrie genetiche per affrontare questo problema.

Studiare la salute mentale in popolazioni diverse

Un recente studio ha esaminato il ruolo di alcuni fattori genetici nel disturbo bipolare e nella schizofrenia in individui afroamericani. Lo studio ha coinvolto migliaia di persone, con un mix di casi e controlli. I ricercatori hanno trovato alcune prove suggerenti di legami genetici su Cromosomi specifici. Ad esempio, hanno notato potenziali associazioni sul cromosoma 18.

Il team di ricerca ha usato un metodo per verificare come i dati genetici confrontavano diversi campioni. Hanno anche trovato evidenze significative di differenze genetiche in aree precedentemente studiate relative al disturbo bipolare.

Progettazione e metodi di ricerca

Il disegno dello studio ha incluso un gran numero di partecipanti afroamericani, con alcuni diagnosticati con DB o SZ, mentre altri non avevano nessuno dei due disturbi. La ricerca si è concentrata sulla raccolta di campioni di DNA e sull'analisi delle varianti genetiche. Lo studio ha anche incluso gruppi di controllo esterni provenienti da un altro grande progetto volto a comprendere vari problemi di salute.

I partecipanti sono stati selezionati con attenzione in base alla loro ascendenza auto-riferita. I ricercatori hanno determinato quanto ancestrale africana avessero i partecipanti e hanno assicurato che i casi non avessero una storia personale di altre condizioni di salute mentale. Questo era importante per garantire l'integrità della ricerca.

Sequenziamento e controllo della qualità

Per iniziare la loro analisi, i partecipanti sono stati sottoposti a sequenziamento dell'intero genoma. Questo processo esamina tutto il materiale genetico nel DNA di una persona. I ricercatori hanno assicurato che i campioni di DNA venissero elaborati in un modo che minimizzasse gli errori. Hanno condotto vari controlli di qualità per assicurarsi che i dati utilizzati fossero affidabili.

Poiché i campioni di DNA provenivano da diverse fonti, era cruciale tenere conto delle differenze nel modo in cui è stato effettuato il sequenziamento. Questo includeva controllare eventuali contaminazioni e assicurarsi che i campioni fossero rappresentati accuratamente.

Analisi dei dati genetici

Una volta completato il sequenziamento, il team ha lavorato per identificare le varianti genetiche, cercando specificamente varianti di nucleotidi singoli (SNV) e piccole inserzioni o delezioni (indel). Questo ha coinvolto software sofisticati che potevano analizzare i dati per trovare potenziali associazioni tra varianti genetiche e i disturbi studiati.

I ricercatori hanno condotto vari test per determinare se ci fossero differenze significative nelle varianti genetiche tra i gruppi. Hanno tenuto conto di molti fattori, come l'ascendenza genetica e altre informazioni demografiche, per garantire che i risultati fossero il più accurati possibile.

Risultati e scoperte

I risultati hanno rivelato alcuni schemi interessanti. I ricercatori hanno trovato certe varianti genetiche che sembravano essere associate al disturbo bipolare. Hanno anche osservato che gli individui con DB avevano un diverso carico genetico rispetto a quelli senza il disturbo.

Anche se lo studio ha scoperto alcune evidenze suggerenti, le associazioni genetiche complessive non erano abbastanza forti da fare affermazioni definitive. I ricercatori hanno sottolineato la necessità di ulteriori studi, soprattutto coinvolgendo campioni più grandi, per confermare questi risultati.

Sfide nella ricerca genetica

La ricerca sui legami genetici nei disturbi psichiatrici presenta le sue sfide. Innanzitutto, le dimensioni del campione possono essere limitate, specialmente in popolazioni poco rappresentate. Inoltre, la natura complessa di questi disturbi rende difficile individuare le cause genetiche esatte.

I ricercatori affrontano anche la sfida di garantire che i loro metodi siano abbastanza robusti da rilevare potenziali varianti. Questo può richiedere tecniche sofisticate e analisi di dati estensive. Inoltre, controllare vari fattori, come le differenze nel sequenziamento, aggiunge un ulteriore livello di complessità.

Importanza dei test basati sui geni

I test basati sui geni offrono un modo per analizzare i dati genetici su un livello più ampio. Invece di concentrarsi su varianti individuali, questi test esaminano gruppi di geni per vedere se c'è uno schema che suggerisce un'associazione con una condizione. In questo studio, i ricercatori hanno cercato schemi in specifici geni noti per essere collegati a SZ e DB.

Nonostante le sfide, i test basati sui geni hanno mostrato potenziale per identificare legami tra varianti genetiche e condizioni di salute mentale. Tuttavia, non sono state trovate associazioni significative in questa particolare ricerca.

Approfondimenti su cromatina e stati di conservazione

I ricercatori hanno esaminato più da vicino come certe varianti genetiche potrebbero comportarsi in diversi stati di cromatina e di conservazione. Questi concetti si riferiscono a come è strutturato il DNA e quanto bene è preservato nel corso delle generazioni.

I risultati hanno suggerito che non c'erano arricchimenti significativi di varianti genetiche rare in specifici stati di cromatina tra casi e controlli. Questo indica che, mentre possono esserci variazioni, queste potrebbero non giocare un ruolo significativo nell'influenzare i disturbi.

Affrontare le limitazioni

I ricercatori hanno riconosciuto che ci sono state limitazioni nel loro studio. Ad esempio, hanno notato che le dimensioni del campione per alcuni test erano relativamente piccole rispetto a studi più ampi condotti altrove. Inoltre, poiché i controlli esterni non sono stati selezionati per disturbi psichiatrici, potrebbero esserci stati individui nel gruppo di controllo con DB o SZ, influenzando potenzialmente i risultati.

Per garantire l'accuratezza, i ricercatori hanno sottolineato la necessità di studi più ampi che possano aiutare a convalidare i loro risultati. Hanno anche evidenziato l'importanza di continuare a perfezionare i metodi per analizzare i dati genetici, soprattutto con l'emergere di nuove tecniche.

Direzioni future nella ricerca

La ricerca fornisce una base per comprendere le complessità genetiche del disturbo bipolare e della schizofrenia, in particolare nelle popolazioni afroamericane. Man mano che il campo avanza, c'è una crescente necessità di rappresentazione diversificata negli studi genetici.

Includendo varie ancestrie, i ricercatori possono guadagnare intuizioni che potrebbero essere state trascurate in studi precedenti. Questo può portare a una comprensione più profonda di come i fattori genetici influenzano le condizioni di salute mentale e, infine, contribuire a trattamenti migliori.

Conclusione

In sintesi, il viaggio per capire il disturbo bipolare e la schizofrenia attraverso la ricerca genetica è in corso. I risultati degli studi recenti gettano luce sulle potenziali associazioni tra varianti genetiche e questi disturbi, in particolare nelle popolazioni poco rappresentate.

Anche se ci sono ancora molte domande da rispondere, ogni passo compiuto in questa ricerca aiuta a svelare le complessità delle condizioni di salute mentale. Man mano che i ricercatori continuano a esplorare il panorama genetico, possiamo sperare in trattamenti più efficaci e risultati migliori per chi è colpito da questi disturbi impegnativi.

E chissà? Forse un giorno capire i nostri geni sarà più semplice che cercare di capire l'ultima trama di una serie Netflix. Ma fino ad allora, il lavoro continua.

Fonte originale

Titolo: Whole genome sequence-based association analysis of African American individuals with bipolar disorder and schizophrenia

Estratto: In studies of individuals of primarily European genetic ancestry, common and low-frequency variants and rare coding variants have been found to be associated with the risk of bipolar disorder (BD) and schizophrenia (SZ). However, less is known for individuals of other genetic ancestries or the role of rare non-coding variants in BD and SZ risk. We performed whole genome sequencing of African American individuals: 1,598 with BD, 3,295 with SZ, and 2,651 unaffected controls (InPSYght study). We increased power by incorporating 14,812 jointly called psychiatrically unscreened ancestry-matched controls from the Trans-Omics for Precision Medicine (TOPMed) Program for a total of 17,463 controls. To identify variants and sets of variants associated with BD and/or SZ, we performed single-variant tests, gene-based tests for singleton protein truncating variants, and rare and low-frequency variant annotation-based tests with conservation and universal chromatin states and sliding windows. We found suggestive evidence of BD association with single-variants on chromosome 18 and of lower BD risk associated with rare and low-frequency variants on chromosome 11 in a region with multiple BD GWAS loci, using a sliding window approach. We also found that chromatin and conservation state tests can be used to detect differential calling of variants in controls sequenced at different centers and to assess the effectiveness of sequencing metric covariate adjustments. Our findings reinforce the need for continued whole genome sequencing in additional samples of African American individuals and more comprehensive functional annotation of non-coding variants.

Autori: Runjia Li, Sarah A. Gagliano Taliun, Kevin Liao, Matthew Flickinger, Janet L. Sobell, Giulio Genovese, Adam E. Locke, Rebeca Rothwell Chiu, Jonathon LeFaive, Taylor Martins, Sinéad Chapman, Anna Neumann, Robert E. Handsaker, Donna K. Arnett, Kathleen C. Barnes, Eric Boerwinkle, David Braff, Brian E. Cade, Myriam Fornage, Richard A. Gibbs, Karin F. Hoth, Lifang Hou, Charles Kooperberg, Ruth J.F. Loos, Ginger A. Metcalf, Courtney G. Montgomery, Alanna C. Morrison, Zhaohui S. Qin, Susan Redline, Alexander P. Reiner, Stephen S. Rich, Jerome I. Rotter, Kent D. Taylor, Karine A. Viaud-Martinez, Tim B. Bigdeli, Stacey Gabriel, Sebastian Zollner, Albert V. Smith, Goncalo Abecasis, Steve McCarroll, Michele T. Pato, Carlos N. Pato, Michael Boehnke, James Knowles, Hyun Min Kang, Roel A. Ophoff, Jason Ernst, Laura J. Scott

Ultimo aggiornamento: 2024-12-29 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.24319111

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.24319111.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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