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# La biologia# Genomica

Nuove intuizioni sui fattori genetici della IBD

La ricerca svela legami genetici chiave con le malattie infiammatorie intestinali.

Terrence S Furey, N. C. Nishiyama, S. Silverstein, K. Darlington, M. M. Kennedy Ng, K. M. Clough, M. Bauer, C. Beasley, A. Bharadwaj, R. Ganesan, M. R. Kapadia, G. Lau, G. Lian, R. Rahbar, T. S. Sadiq, M. R. Schaner, J. Stem, J. Friton, W. A. Faubion, S. Z. Sheikh

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Indice

Le malattie infiammatorie intestinali (IBD) includono la malattia di Crohn (CD) e la colite ulcerosa (UC). Queste sono condizioni complesse e durature che causano infiammazione nel tratto digerente. Nonostante molti studi, non capiamo ancora completamente come i fattori genetici dietro queste malattie influiscano sul loro sviluppo e progresso.

Varianti genetiche e i loro ruoli

Le scoperte recenti mostrano che ci sono oltre 300 posti specifici nel nostro DNA collegati alle IBD. Tuttavia, molte di queste varianti genetiche si trovano in aree del genoma che non codificano direttamente per proteine. Questo rende difficile comprendere i loro ruoli esatti nelle malattie. Studiando l'Espressione genica-come i geni si trasformano in proteine-i ricercatori possono scoprire come queste varianti influenzano i geni vicini.

Un metodo efficace consiste nel cercare schemi tra le varianti genetiche e l'espressione genica nei tessuti pertinenti alla condizione studiata. Questo approccio ha già aiutato a identificare geni target per alcune malattie. Tuttavia, gli studi attuali sugli EQTL (loci di tratti quantitativi di espressione) mostrano che solo una piccola parte dei fattori genetici legati alle IBD può essere chiaramente collegata all'espressione genica nei tessuti colici normali.

Sfide nella ricerca attuale

Molti studi si sono concentrati su individui sani, il che potrebbe trascurare fattori genetici importanti presenti solo durante le malattie. Alcune ricerche hanno evidenziato la necessità di concentrare l'attenzione sugli eQTL specifici per la malattia, poiché questi potrebbero rivelare come le cellule specifiche reagiscono durante l'infiammazione. Sfortunatamente, la maggior parte degli studi sugli eQTL finora ha dei limiti in termini di dimensione del campione e profondità di sequenziamento.

Molti ricercatori hanno anche sottolineato che i costi e la durata degli studi focalizzati specificamente sui tessuti malati hanno ostacolato i progressi.

Un nuovo studio focalizzato sulle IBD

Per superare queste sfide, è stato condotto uno studio su larga scala utilizzando campioni di tessuto colico da 252 pazienti con IBD. Questo sforzo mirava a identificare potenziali geni target collegati alle IBD confrontando questi risultati con studi precedentemente pubblicati che si concentravano su tessuti non malati.

Questo nuovo studio ha identificato numerosi potenziali geni target e ha evidenziato che molti di questi geni possono giocare ruoli significativi nella biologia delle IBD. I ricercatori hanno scoperto che studiando i tessuti direttamente colpiti dalle IBD, potevano scoprire nuove connessioni che erano precedentemente inosservate nei tessuti sani.

Risultati dello studio

Questo studio comprensivo ha identificato 194 potenziali geni target collegati alle IBD, mostrando una vasta gamma di funzioni biologiche rilevanti per queste malattie. Tra questi risultati ci sono geni già collegati alle IBD e nuovi che non erano stati studiati in questo contesto.

I risultati hanno anche indicato che gli eQTL provenienti dai tessuti IBD hanno una sovrapposizione più forte con le varianti genetiche associate alle IBD conosciute rispetto agli eQTL di studi non-IBD. Infatti, lo studio ha rivelato connessioni uniche per certi geni che non erano rilevabili quando si studiava il tessuto sano.

L'importanza di studiare i tessuti malati

Concentrandosi sui tessuti dei pazienti con IBD, i ricercatori non solo sono stati in grado di identificare nuove associazioni geniche, ma anche di comprendere meglio come questi geni funzionano in modo diverso in uno stato di malattia. Questo approccio ha messo in evidenza che alcune influenze genetiche sull'espressione genica potrebbero essere amplificate in presenza della malattia.

Ad esempio, questo studio ha scoperto che certi geni avevano un effetto più pronunciato nei tessuti malati rispetto a quelli sani. Questo suggerisce che i fattori genetici sottostanti possono giocare un ruolo più significativo quando l'organismo si trova in uno stato di malattia.

Risultati specifici nei tessuti colici

I ricercatori hanno mappato oltre 450.000 eQTL significativi nei campioni di tessuto colico dei pazienti. Una proporzione sostanziale di questi segnali era associata a geni noti correlati alle IBD, sottolineando la loro rilevanza biologica.

Quando i ricercatori hanno confrontato i loro risultati con i dati provenienti da studi non-IBD, hanno identificato il 15% degli eQTL che si sovrapponevano. Le dimensioni degli effetti dei segnali genetici condivisi erano anche altamente correlate, indicando un certo livello di coerenza tra gli studi.

Lo studio ha anche confermato che molti dei segnali eQTL provenienti dai tessuti IBD contenevano caratteristiche uniche distintive dai segnali trovati nei tessuti sani. Alcuni di questi risultati suggerivano che il meccanismo con cui certi geni sono regolati potrebbe essere significativamente alterato nei pazienti con IBD.

Geni di interesse dello studio

Tra i potenziali geni target identificati in questo studio, due particolarmente notevoli sono ABO e TNFRSF14. Il Gene ABO è importante per il gruppo sanguigno e ha implicazioni per le risposte immunitarie e le infezioni. Questo studio fornisce nuove prove che collegano variazioni genetiche in ABO alla sua espressione nel colon, il che potrebbe influenzare il rischio di malattia.

D'altra parte, TNFRSF14 è coinvolto nella segnalazione immunitaria e è stato precedentemente dimostrato che contribuisce all'infiammazione intestinale. Questa ricerca ha rivelato nuovi legami genetici con TNFRSF14 che non erano stati osservati in altri studi focalizzati su tessuti non malati.

Comprendere la risposta immunitaria nelle IBD

Le risposte immunitarie sono fondamentali nelle IBD, e molti dei geni collegati alla malattia sono coinvolti nella regolazione dell'immunità. Questo studio ha mostrato che molti dei nuovi geni target scoperti giocano ruoli legati alla funzione immunitaria.

Analizzando oltre 900 diversi processi biologici, i ricercatori hanno scoperto che molti dei geni identificati erano collegati a risposte immunitarie, adesione cellulare e trasduzione del segnale. Questo suggerisce una significativa sovrapposizione tra le influenze genetiche sulle IBD e le risposte immunitarie del corpo.

La necessità di ulteriori ricerche

Sebbene queste scoperte migliorino la nostra conoscenza dei fattori genetici delle IBD e dei loro ruoli biologici, evidenziano la necessità di ulteriori ricerche. Comprendere la relazione tra varianti genetiche e i loro impatti sull'infiammazione e altri processi che contribuiscono alle IBD è cruciale.

Studi futuri focalizzati su specifiche cellule immunitarie e le loro interazioni saranno importanti per districare le complessità delle IBD. Questo aiuterà a identificare terapie meglio mirate che si rivolgono a specifiche influenze genetiche.

Conclusione

Lo studio evidenzia l'importanza di esaminare i tessuti malati quando si esplora la base genetica di malattie complesse come le IBD. Le intuizioni uniche ottenute da questa ricerca possono aprire la strada a strategie di trattamento migliorate e a una comprensione più profonda di come i fattori genetici contribuiscono ai meccanismi della malattia.

In sintesi, l'approccio utilizzato in questo studio dimostra come studiare i pazienti con IBD possa rivelare nuove intuizioni genetiche, offrendo speranza per una gestione migliore di queste condizioni croniche.

Fonte originale

Titolo: eQTL in diseased colon tissue identifies novel target genes associated with IBD

Estratto: Genome-wide association studies (GWAS) have identified over 300 loci associated with the inflammatory bowel diseases (IBD), but putative causal genes for most are unknown. We conducted the largest disease-focused expression quantitative trait loci (eQTL) analysis using colon tissue from 252 IBD patients to determine genetic effects on gene expression and potential contribution to IBD. Combined with two non-IBD colon eQTL studies, we identified 194 potential target genes for 108 GWAS loci. eQTL in IBD tissue were enriched for IBD GWAS loci colocalizations, provided novel evidence for IBD-associated genes such as ABO and TNFRSF14, and identified additional target genes compared to non-IBD tissue eQTL. IBD-associated eQTL unique to diseased tissue had distinct regulatory and functional characteristics with increased effect sizes. Together, these highlight the importance of eQTL studies in diseased tissue for understanding functional consequences of genetic variants, and elucidating molecular mechanisms and regulation of key genes involved in IBD.

Autori: Terrence S Furey, N. C. Nishiyama, S. Silverstein, K. Darlington, M. M. Kennedy Ng, K. M. Clough, M. Bauer, C. Beasley, A. Bharadwaj, R. Ganesan, M. R. Kapadia, G. Lau, G. Lian, R. Rahbar, T. S. Sadiq, M. R. Schaner, J. Stem, J. Friton, W. A. Faubion, S. Z. Sheikh

Ultimo aggiornamento: 2024-10-17 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618229

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.14.618229.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 biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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