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# Scienze della salute# Medicina genetica e genomica

Genetica e condizioni neuroevolutive rare

La ricerca collega la genetica comune e rara ai disturbi del neurosviluppo.

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Indice

Condizioni rare colpiscono una piccola percentuale di persone in tutto il mondo. Molte di queste condizioni riguardano il sistema nervoso centrale e possono coinvolgere problemi come disabilità intellettuale o ritardi nello sviluppo. L'uso di test genetici ha aiutato molto nella diagnosi di queste condizioni rare, ma solo circa un terzo o la metà dei pazienti riceve una chiara diagnosi genetica. Oltre a rare variazioni genetiche, anche variazioni genetiche comuni possono contribuire al rischio di queste condizioni. Questo sovrapporsi si vede con condizioni come la schizofrenia e può anche riguardare performance educative e cognitive.

Il nostro obiettivo è capire come i fattori genetici comuni e rari lavorano insieme nel contribuire a Condizioni neuroevolutive rare. Questo implica esaminare come questi fattori differiscano tra vari pazienti e le loro famiglie.

Obiettivi della ricerca

Per raggiungere questi obiettivi, analizzeremo dataset di informazioni genetiche più ampi rispetto a prima, esaminando come le variazioni genetiche comuni influenzano le condizioni neuroevolutive rare. Vogliamo vedere se ci sono connessioni tra queste condizioni e problemi di salute mentale, che potrebbero avere anch'essi una base genetica. Esplorare queste relazioni aiuterà a capire meglio la base genetica di queste condizioni e a migliorare la diagnosi e la valutazione del rischio per le famiglie che ne sono colpite.

Indagheremo due idee principali:

  1. Il "modello della soglia di responsabilità" suggerisce che una persona sviluppa una condizione quando il totale dei suoi rischi genetici e ambientali supera un certo punto.
  2. Vogliamo vedere se le variazioni genetiche comuni possono influenzare quanto sia probabile che qualcuno con una variante rara sviluppi una condizione.

La natura dei contributi genetici

Le caratteristiche genetiche comuni contribuiscono complessivamente al rischio di sviluppare condizioni neuroevolutive rare. Queste caratteristiche possono essere collegate a diverse problematiche di salute mentale. Risultati precedenti hanno mostrato che alcuni disturbi psichiatrici hanno collegamenti con condizioni neuroevolutive. Questo suggerisce che potrebbero esserci fattori genetici condivisi che guidano questo legame.

Un'analisi dettagliata aiuterà a chiarire come diversi elementi genetici interagiscono e contribuiscono a varie condizioni. Questa ricerca ha lo scopo di identificare schemi nel patrimonio Genetico che possano spiegare perché alcune persone sviluppano condizioni mentre altre no.

Metodologia e design dello studio

Utilizzeremo due grandi gruppi basati nel Regno Unito di persone con condizioni neuroevolutive rare: lo studio Deciphering Developmental Disorders e il Genomics England 100,000 Genomes Project. Questi gruppi offrono una base solida per analizzare le informazioni genetiche.

Per capire come i rischi genetici sono distribuiti nelle famiglie e come si collegano alla diagnosi di un bambino, confronteremo chi ha e chi non ha diagnosi genetiche chiare. Pianifichiamo di raccogliere dati dettagliati da varie coorti, assicurando ampiezza nelle nostre analisi.

Analisi genetica

La nostra analisi si concentrerà su come le variazioni genetiche comuni influenzano il rischio di condizioni neuroevolutive rare. Siamo particolarmente interessati a come queste varianti comuni interagiscono con le rare variazioni genetiche e come differiscono tra gli individui colpiti e le loro famiglie.

Per fare ciò, esamineremo i dati genetici e identificheremo fattori genetici chiave che potrebbero contribuire allo sviluppo di queste condizioni. I dati proverranno da studi di associazione genome-wide (GWAS), dove potremo valutare come diversi fattori genetici si correlano con le condizioni.

Considereremo anche l'impatto del background Familiare, incluso come le somiglianze genetiche tra genitori e figli potrebbero giocare un ruolo. Questo può rivelare se certe caratteristiche vengono trasmesse e come potrebbero influenzare il rischio di un bambino di sviluppare condizioni.

Risultati di studi precedenti

Le ricerche precedenti hanno scoperto correlazioni importanti tra condizioni neuroevolutive e vari tratti educativi e cognitivi. Ad esempio, i bambini con condizioni neuroevolutive tendono ad avere un rendimento educativo e prestazioni cognitive più basse. Questo suggerisce che questi tratti potrebbero essere interconnessi, con fattori genetici comuni che influenzano sia i risultati educativi che lo sviluppo delle condizioni neuroevolutive.

Inoltre, la ricerca ha mostrato che se un familiare ha una condizione neuroevolutiva, può influenzare il rischio per altri membri della famiglia. Questo aspetto familiare indica il ruolo dei fattori genetici condivisi e delle influenze ambientali che contribuiscono a queste condizioni.

Varianti genetiche comuni e il loro influsso

Le varianti genetiche comuni possono aumentare lievemente il rischio di sviluppare condizioni neuroevolutive. Nella nostra analisi, valuteremo l'estensione a cui queste varianti e le loro interazioni con variazioni genetiche rare possono influenzare la diagnosi. Valuteremo l'importanza di questi fattori in due gruppi indipendenti di individui con condizioni neuroevolutive per costruire una comprensione più completa.

Studi precedenti hanno mostrato che le variazioni genetiche collegate alle capacità cognitive e al successo educativo hanno una chiara associazione con le condizioni neuroevolutive. Comprendere questa relazione può fornire chiarimenti sul perché alcune persone sviluppano specifiche condizioni mentre altre no.

Il ruolo dei genitori

I genitori giocano un ruolo cruciale nel rischio di condizioni neuroevolutive nei loro bambini. La nostra ricerca approfondirà come le caratteristiche genetiche comuni nei genitori possano influenzare il rischio di tali condizioni nei loro figli. Molti genitori di bambini con queste condizioni risultano non essere colpiti, portandoci a esplorare come il loro background genetico possa comunque contribuire alle condizioni dei loro figli.

Questo aspetto può essere cruciale poiché molti genitori possono portare tratti genetici che, pur non portando a condizioni visibili in loro stessi, possono comunque influenzare i loro figli. Indagare su questo può ampliare la comprensione di come i tratti genetici interagiscono attraverso le generazioni.

Correlazioni genetiche e le loro implicazioni

Studieremo le correlazioni genetiche tra condizioni neuroevolutive e altri tratti correlati, come il rendimento educativo e le prestazioni cognitive. Questo comporterà l'analisi di dataset precedenti e l'analisi di come queste correlazioni si manifestano in diverse coorti.

Nuovi risultati della nostra ricerca possono confermare osservazioni esistenti e possibilmente rivelare connessioni precedentemente sconosciute tra vari tratti. Concentrandoci su come questi tratti si sovrappongono geneticamente, speriamo di identificare i meccanismi biologici sottostanti che potrebbero essere in gioco.

Indagare gli effetti indiretti delle varianti genetiche

La nostra ricerca considererà anche il concetto di effetti genetici indiretti. Questo si riferisce a come i patrimoni genetici dei genitori possono influenzare gli ambienti e le esperienze dei loro figli, che a loro volta possono impattare lo sviluppo e il rischio di condizioni neuroevolutive.

Evidenze di ricerche passate indicano che i tratti parentali possono influenzare significativamente i risultati dei figli, anche se i meccanismi esatti rimangono meno compresi. Pertanto, il nostro studio esplorerà se questi effetti genetici indiretti possono contribuire allo sviluppo di condizioni neuroevolutive.

Influenza dei fattori prenatali

Le condizioni prenatali influenzano significativamente lo sviluppo di un bambino e il rischio di condizioni neuroevolutive. Questo studio esplorerà come fattori come la nascita pretermine e la salute materna possano interagire con i fattori genetici.

Se i fattori prenatali si rivelano influenzare lo sviluppo, potrebbero informare migliori strategie di prevenzione e meccanismi di supporto per le famiglie a rischio.

Assortimento genitoriale e i suoi effetti

L'assortimento genitoriale si riferisce alla selezione dei partner in base a tratti o background simili. Questo fenomeno può influenzare il patrimonio genetico della prole, poiché genitori con background educativi o cognitivi simili sono più propensi ad avere figli con rischi genetici correlati.

La nostra analisi considererà come l'assortimento genitoriale possa oscurare o chiarire le relazioni genetiche nelle condizioni neuroevolutive. Questo aiuterà a districare le influenze dei tratti condivisi tra genitori e figli e il reale rischio genetico portato dagli individui.

Implicazioni cliniche e direzioni future

I risultati di questo studio potrebbero avere implicazioni significative per la pratica clinica, in particolare nella comprensione della base genetica delle condizioni neuroevolutive. Illuminando l'interazione tra fattori genetici comuni e rari, i medici possono migliorare le pratiche diagnostiche e le valutazioni del rischio.

Inoltre, poiché la ricerca genetica continua a crescere, potrebbero esserci opportunità per migliori strategie di prevenzione e intervento per le famiglie colpite da disturbi neuroevolutivi.

Guardando al futuro, occorrerà più ricerca per consolidare la nostra comprensione di queste interazioni complesse. Gli studi futuri dovrebbero concentrarsi su popolazioni diverse per assicurare che i risultati siano applicabili a vari background genetici e ambienti.

Conclusione

In sintesi, l'esplorazione delle condizioni neuroevolutive rare attraverso la lente della genetica rivela un'interazione complessa di vari fattori. Analizzando sia le varianti genetiche comuni che rare, insieme alle influenze familiari e ambientali, possiamo ottenere un quadro più chiaro di cosa contribuisce allo sviluppo di queste condizioni.

Questa ricerca non solo mira a migliorare l'accuratezza diagnostica, ma ha anche il potenziale di informare strategie più ampie per sostenere le famiglie colpite. La strada da percorrere è promettente mentre continuiamo a svelare le complessità della genetica e il loro impatto sul neuro sviluppo.

Fonte originale

Titolo: Dissecting the contribution of common variants to risk of rare neurodevelopmental conditions

Estratto: Although rare neurodevelopmental conditions have a large Mendelian component, common genetic variants also contribute to risk. However, little is known about how this polygenic risk is distributed among patients with these conditions and their parents, its interplay with rare variants, and whether parents polygenic background contributes to their childrens risk beyond the direct effect of variants transmitted to the child (i.e. via indirect genetic effects potentially mediated through the prenatal environment or genetic nurture). Here, we addressed these questions using genetic data from 11,573 patients with rare neurodevelopmental conditions, 9,128 of their parents and 26,869 controls. Common variants explained [~]10% of variance in overall risk. Patients with a monogenic diagnosis had significantly less polygenic risk than those without, supporting a liability threshold model, while both genetically undiagnosed patients and diagnosed patients with affected parents had significantly more risk than controls. In a trio-based model, using a polygenic score for neurodevelopmental conditions, the transmitted but not the non-transmitted parental alleles were associated with risk, indicating a direct genetic effect. In contrast, we observed no direct genetic effect of polygenic scores for educational attainment and cognitive performance, but saw a significant correlation between the childs risk and non-transmitted alleles in the parents, potentially due to indirect genetic effects and/or parental assortment for these traits. Indeed, as expected under parental assortment, we show that common variant predisposition for neurodevelopmental conditions is correlated with the rare variant component of risk. Our findings thus suggest that future studies should investigate the possible role and nature of indirect genetic effects on rare neurodevelopmental conditions, and consider the contribution of common and rare variants simultaneously when studying cognition-related phenotypes.

Autori: Hilary C Martin, Q. Q. Huang, E. M. Wigdor, P. Campbell, D. S. Malawsky, K. E. Samocha, V. K. Chundru, P. Danecek, S. Lindsay, T. Marchant, M. K. Musa, S. Amanat, D. Bonifanti, E. Sheridan, E. J. Radford, J. C. Barrett, C. F. Wright, H. V. Firth, V. Warrier, A. S. Young, M. Hurles

Ultimo aggiornamento: 2024-03-06 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.05.24303772

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.05.24303772.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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