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# Scienze della salute # Medicina genetica e genomica

Ricerca genetica nelle Isole del Nord della Scozia

Scoprire intuizioni genetiche dalle popolazioni di Orkney e Shetland.

Shona M. Kerr, Lucija Klaric, Marisa D. Muckian, Kiera Johnston, Camilla Drake, Mihail Halachev, Emma Cowan, Lesley Snadden, John Dean, Sean L. Zheng, Prisca K. Thami, James S. Ware, Gannie Tzoneva, Alan R. Shuldiner, Zosia Miedzybrodzka, James F. Wilson

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Genetica nelle Isole del Genetica nelle Isole del Nord popolazioni isolate. Esaminando tratti genetici unici in
Indice

Nelle Isole del Nord della Scozia, in particolare Orkney e Shetland, c'è un'opportunità unica di imparare sulla genetica. Queste isole hanno alcune delle popolazioni più geneticamente simili al mondo. Perché è importante? Beh, può aiutare gli scienziati a identificare più facilmente le malattie genetiche e capire come aiutare le persone che portano certi geni. Guardando attentamente ai loro geni, i ricercatori possono anche scoprire di più su come funzionano questi geni nella salute e nella malattia.

Cosa sono i Geni e Come Funzionano?

I geni sono piccole informazioni che dicono ai nostri corpi come funzionare. Sono come istruzioni per creare proteine, che fanno gran parte del lavoro nelle nostre cellule. Immagina di cercare di cucinare un pasto elaborato senza una ricetta. Sarebbe un po' un casino! I geni funzionano come ricette per i nostri corpi, aiutando a creare tutto, dal colore dei capelli a come i nostri sistemi immunitari combattono i germi.

Quando qualcosa va storto con un gene, può portare a malattie. Questo può succedere tramite cambiamenti o mutazioni nella struttura del gene. Alcune persone portano questi cambiamenti senza problemi, mentre altre possono sviluppare malattie a causa loro. Gli scienziati vogliono sapere quali cambiamenti genetici sono dannosi e vogliono aiutare chi potrebbe essere colpito.

Il Ruolo del Sequenziamento Genetico

Un modo in cui gli scienziati studiano i geni è attraverso il sequenziamento. Questo significa che esaminano l'ordine esatto dei mattoni che compongono il DNA, di cui sono fatti i geni. Ci sono vari tipi di sequenziamento, ma due importanti sono il sequenziamento dell'esoma intero e il sequenziamento del genoma intero.

  • Sequenziamento dell'Esoma Intero (WES): Si concentra sulle parti del DNA che creano proteine. Queste sono le parti più probabili di contenere mutazioni che potrebbero causare malattie.
  • Sequenziamento del Genoma Intero (WGS): Controlla l'intero DNA, guardando tutto, comprese le regioni non codificanti che non producono direttamente proteine ma possono comunque influenzare come funzionano i geni.

Nel progetto Viking Genes, i ricercatori usano questi metodi per cercare cambiamenti genetici problematici.

La Lista dei Geni ACMG

Per aiutare a guidare i ricercatori, il Collegio Americano di Genetica Medica e Genomica (ACMG) fornisce una lista di geni che dovrebbero essere controllati per cambiamenti importanti. Questa lista ha 81 geni, e i ricercatori cercano specifici tipi di mutazioni note per causare malattie. Se trovano cambiamenti che potrebbero portare a problemi di salute, possono intraprendere azioni per aiutare i partecipanti.

Questo è importante perché trovare questi cambiamenti presto potrebbe permettere ai medici di intervenire e prevenire lo sviluppo o il peggioramento delle malattie. È come trovare una gomma a terra prima di guidare troppo lontano: meglio sistemarla subito piuttosto che affrontare un guasto più tardi!

Raccolta di Campioni e Dati

Per la loro ricerca, gli scienziati hanno reclutato volontari dalle Isole del Nord. Questi volontari sono stati invitati a donare campioni, che potevano essere sangue o saliva, affinché i ricercatori potessero analizzare i loro geni. Hanno raccolto anche dati sulla salute delle persone e sulla storia familiare. Questo li aiuta a capire come i geni potrebbero influenzare la salute delle persone in queste comunità.

Con la tecnologia moderna, i ricercatori possono memorizzare e gestire queste informazioni in modo efficace, facilitando l'analisi successiva.

L'Importanza del Consenso Informato

Prima di raccogliere campioni, i ricercatori si sono assicurati di ottenere il consenso informato da tutti i partecipanti. Questo significa che i volontari erano completamente a conoscenza dello scopo dello studio e capivano cosa comportava partecipare. Hanno ricevuto opzioni chiare su se volevano che le loro informazioni genetiche venissero restituite. Molti hanno detto "sì", curiosi di sapere cosa potesse rivelare il loro DNA.

Come Funziona la Ricerca

Dopo aver raccolto i campioni, i ricercatori utilizzano il sequenziamento dell'esoma e del genoma per cercare cambiamenti genetici. Confrontano questi cambiamenti con la lista dei geni ACMG e database come ClinVar, che contiene informazioni su variazioni genetiche note. L'obiettivo è identificare "varianti azionabili"-cambiamenti genetici che potrebbero potenzialmente portare a problemi di salute.

Se trovano un cambiamento genetico preoccupante, possono contrassegnarlo per una revisione successiva da parte di esperti medici. Tuttavia, è importante notare che non tutti i risultati saranno restituiti ai partecipanti, specialmente se i cambiamenti non sono collegati a problemi di salute noti.

Cosa Hanno Trovato

Nella loro ricerca, hanno scoperto numerose varianti azionabili. Questi sono cambiamenti genetici che potrebbero potenzialmente portare a problemi di salute. Tra i volontari, hanno trovato che circa il 2,5% aveva una o più di queste varianti genetiche azionabili. Si sono concentrati su diversi tipi di malattie, principalmente cancro ereditario, condizioni cardiache e disturbi metabolici.

Hanno anche trovato alcune varianti rare forti nel pool genetico locale-chi sapeva che i geni di tanto tempo fa potessero restare come un ospite indesiderato? Queste varianti potrebbero essere più comuni tra queste popolazioni isolate a causa della deriva genetica. In sostanza, poiché il pool genetico è relativamente piccolo, certi cambiamenti genetici possono diventare piuttosto comuni nel corso delle generazioni.

Le Sfide di Restituire i Risultati

Quando si tratta di restituire i risultati ai partecipanti, ci sono diverse sfide. Per cominciare, non tutte le varianti sono chiare. Alcune possono essere trovate in una persona ma non portano a problemi di salute significativi. I medici devono esaminare attentamente ogni potenziale scoperta prima di decidere cosa condividere con i partecipanti.

Inoltre, non tutti potrebbero voler conoscere le loro informazioni genetiche. Alcune persone preferiscono tenere segreti i propri problemi di salute. I ricercatori si assicurano di rispettare tutte le scelte e restituiscono solo informazioni che potrebbero realmente aiutare i partecipanti.

In aggiunta, i partecipanti hanno bisogno di un adeguato counseling per comprendere i loro risultati. È importante che sappiano cosa significano le loro informazioni genetiche per la loro salute e per la salute dei membri della loro famiglia.

L'Impatto della Consapevolezza Genetica

Restituire i risultati della ricerca genetica può essere un'arma a doppio taglio. Mentre fornisce informazioni preziose, può anche portare ansia. Immagina di scoprire di portare un gene legato a una malattia-non proprio una notizia da giorno di pioggia! Tuttavia, può anche portare a migliori risultati di salute, poiché le persone diventano consapevoli dei propri rischi e possono prendere misure per mitigarli.

Più consapevolezza sui rischi genetici può portare a scremature e misure preventive migliori. Se i medici sanno che certe varianti sono più comuni in una popolazione, possono dare priorità al test per quelle varianti nelle impostazioni cliniche.

Varianti Specifiche per Popolazione

Le popolazioni delle Isole del Nord hanno varianti uniche che differiscono da quelle di popolazioni più ampie. Ad esempio, i geni BRCA1 e BRCA2, associati al cancro al seno e all'ovaio, hanno frequenze più alte tra gli Orcadiani e gli Shetlandesi. Questo significa che una persona di queste isole ha una maggiore probabilità di portare questi cambiamenti genetici rispetto a qualcuno del continente.

Grazie all'isolamento genetico di queste popolazioni, gli scienziati possono individuare tendenze e schemi che potrebbero non essere così chiari in popolazioni più grandi e miste. Dipinge un quadro di come la genetica funzioni in modo diverso in varie comunità.

Opportunità di Screening Mirato

Con le loro scoperte, i ricercatori credono che lo screening mirato potrebbe beneficiarne significativamente le popolazioni delle Isole del Nord. Poiché ci sono varianti note particolarmente comuni in comunità specifiche, potrebbero migliorare gli sforzi di screening per quelle varianti. Questo potrebbe permettere ai fornitori di assistenza sanitaria di offrire cure preventive dove ce n'è più bisogno.

Ad esempio, se la famiglia di qualcuno risale a un'isola particolare dove una variante genica è comune, potrebbero essere incoraggiati a farsi testare per quella variante specifica. Questo potrebbe portare a interventi più precoci e migliori risultati di salute.

Il Viaggio della Ricerca

Il progetto Viking Genes è stato un lungo e dettagliato viaggio, con i ricercatori che hanno approfondito la genetica per molti anni. Hanno raccolto molte informazioni sui geni presenti in queste popolazioni e continuano a perfezionare le loro scoperte man mano che la tecnologia migliora e vengono raccolti più dati.

Il loro lavoro può essere paragonato a risolvere un puzzle complesso, dove ogni pezzo di informazione aiuta a completare il quadro generale della salute nelle Isole del Nord. E proprio come un puzzle, ogni piccolo dettaglio conta-può significare la differenza tra una variante innocua e una che potrebbe portare a seri problemi di salute.

Conclusione: Andare Avanti

Man mano che la ricerca continua, il progetto Viking Genes mira a continuare a esplorare come la genetica influisca sulla salute in queste comunità. Sperano di incoraggiare le persone a prendere un ruolo attivo nei loro percorsi di salute comprendendo i loro rischi genetici.

Navigare nel mondo della genetica può essere complicato, ma la conoscenza acquisita non solo beneficia gli individui direttamente coinvolti, ma può anche portare a progressi nella sanità che impattano intere popolazioni. Quindi, la prossima volta che senti qualcuno parlare di "genetica", ricorda: è un po' come cucinare-gli ingredienti giusti possono fare una grande differenza!

Fonte originale

Titolo: Identification of actionable genetic variants in 4,198 Scottish volunteers from the Viking Genes research cohort and implementation of return of results

Estratto: The benefits of returning clinically actionable genetic results to participants in research cohorts are accruing, yet such a genome-first approach is challenging. Here, we describe the return of such results in two founder populations from Scotland. Between 2005 and 2015, we recruited >4,000 adults with grandparents from Orkney and Shetland into the Viking Genes research cohort. Return of genetic data was not offered at baseline, but in 2023 we sent invitations for consent to return of actionable genetic findings to participants. We generated exome sequence data from 4,198 participants, and used the ACMG v3.2 list of 81 genes, ClinVar review and pathogenicity status, plus manual curation, to develop a pipeline to identify potentially actionable variants. We identified 104 individuals (2.5%) carrying 108 actionable genotypes at 39 variants in 23 genes, and validated these. Working with the NHS clinical genetics service, which provided genetic counselling and clinical verification of the research results, and after expert clinical review, we notified 64 consenting participants (or their next of kin) of their actionable genotypes. Ten actionable variants across seven genes (BRCA1, BRCA2, ATP7B, TTN, KCNH2, MUTYH, GAA ) have risen 50 to >3,000-fold in frequency through genetic drift in ancestral island localities. Viking Genes is one of the first UK research cohorts to return actionable findings, providing an ethical and logistical exemplar of return of results. The genetic structure in the Northern Isles of Scotland, with multiple founder effects, provides a unique opportunity for a tailored approach to primary and secondary prevention through genetic screening.

Autori: Shona M. Kerr, Lucija Klaric, Marisa D. Muckian, Kiera Johnston, Camilla Drake, Mihail Halachev, Emma Cowan, Lesley Snadden, John Dean, Sean L. Zheng, Prisca K. Thami, James S. Ware, Gannie Tzoneva, Alan R. Shuldiner, Zosia Miedzybrodzka, James F. Wilson

Ultimo aggiornamento: 2024-11-05 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.24316571

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.24316571.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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