Varianti genetiche e il loro impatto sui risultati di salute
La ricerca mostra come le varianti genetiche influenzano la salute e l'efficacia dei farmaci.
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Le Varianti genetiche sono cambiamenti nel nostro DNA che possono influenzare i nostri tratti e la nostra salute. Quando parliamo di eterogeneità fenotipica, stiamo discutendo di come versioni diverse di un gene possano influenzare i tratti osservabili in modi diversi. Questo significa che anche se due persone hanno una variante nello stesso gene, potrebbero avere effetti diversi sulla loro salute o sui tratti fisici.
Con la crescita di grandi studi che analizzano i genomi di molte persone, i ricercatori hanno trovato molte varianti genetiche che possono causare diversi problemi di salute. In alcuni casi, varianti diverse nello stesso gene possono essere collegate a risultati di salute diversi. Un metodo chiamato Randomizzazione Mendeliana consente agli scienziati di usare queste varianti genetiche come strumenti per capire come questi tratti potrebbero influenzare la salute senza la confusione che può derivare da fattori ambientali.
Un’area in cui questo è particolarmente importante è nello sviluppo di farmaci. I geni codificano per proteine che i farmaci spesso prendono di mira per trattare le malattie. Guardando come certe varianti genetiche sono collegate ai bersagli dei farmaci, i ricercatori possono fare previsioni su come questi farmaci potrebbero funzionare nelle persone. Questo è particolarmente utile perché gli studi sugli esseri umani possono fornire informazioni più rilevanti rispetto agli studi sugli animali, che potrebbero non tradursi sempre bene nella salute umana.
Un punto importante da capire è che il modo in cui le varianti genetiche influenzano i tratti può essere diverso da come funzionano i farmaci. Le varianti genetiche di solito causano cambiamenti piccoli e continui nel corpo, mentre i farmaci possono creare cambiamenti più grandi e immediati. Pertanto, non è sempre corretto presumere che i risultati degli studi genetici si applichino direttamente a come un farmaco funzionerà nella vita reale.
Randomizzazione Mendeliana Multivariata
C’è un approccio più complesso chiamato randomizzazione mendeliana multivariata che guarda a fattori genetici condivisi legati a diversi tratti per distinguere i loro effetti. Questo metodo aiuta a identificare quali tratti impattano realmente sulla salute. Ad esempio, senza questo metodo, i ricercatori potrebbero erroneamente pensare che un tratto stia causando un problema di salute semplicemente perché è geneticamente legato a quel problema.
Tuttavia, usare la randomizzazione mendeliana multivariata presenta delle sfide. Per identificare gli effetti correttamente, i ricercatori hanno bisogno di predittori genetici per ogni tratto che non siano troppo strettamente correlati. Se i predittori genetici sono troppo simili, diventa difficile separare i loro effetti.
Un’altra sfida è che i ricercatori spesso si basano su dati riassunti per le loro analisi. Questo significa che devono affrontare modelli matematici complessi, che a volte possono portare a errori, specialmente se le relazioni tra i fattori genetici non sono ben comprese.
Per gestire queste sfide, i ricercatori hanno usato metodi che riducono la complessità dei dati. Hanno applicato tecniche come l'analisi delle componenti principali per migliorare la stabilità dei loro risultati. Tuttavia, questo può comunque portare a problemi se la variabilità nelle associazioni genetiche non viene presa in considerazione correttamente.
Lo Studio degli Agonisti GLP1R e i Loro Effetti
Il focus della ricerca recente è stato su un tipo di farmaco chiamato agonisti GLP1R, utili per trattare condizioni come il diabete di tipo 2 e l’obesità. Questi farmaci mostrano anche promesse nel prevenire incidenti cardiaci nelle persone con diabete, e ci sono trial clinici in corso che investigano i loro effetti cardiovascolari.
Per capire come funzionano gli agonisti GLP1R, i ricercatori guardano a varianti genetiche associate ai loro effetti. Esaminano come queste varianti siano collegate a fattori come l’Indice di Massa Corporea (BMI) e la presenza di diabete di tipo 2, che sono cruciali per valutare il rischio di malattie cardiache.
Indagano anche come l’espressione del gene GLP1R in vari tessuti del corpo influisca sul rischio di malattia coronarica. Analizzando questi aspetti, i ricercatori mirano a chiarire i percorsi biologici attraverso i quali gli agonisti GLP1R influenzano le malattie cardiache.
Approcci Metodologici alla Ricerca
La ricerca ha coinvolto diversi passaggi. Prima di tutto, gli scienziati hanno verificato se le varianti genetiche legate al BMI e al diabete di tipo 2 provenissero dalla stessa regione genetica. Hanno calcolato misure statistiche per valutare se gli effetti di questi tratti sulla malattia cardiaca potessero essere stimati in modo affidabile.
Poi, hanno eseguito analisi per vedere se il cambiamento nei percorsi GLP1R avesse un impatto sul rischio di malattia cardiaca attraverso effetti sul BMI o sul diabete. Infine, hanno esaminato i tessuti specifici in cui l’attività del gene GLP1R potrebbe influenzare il rischio di malattia cardiaca.
Per le associazioni genetiche legate al BMI, sono stati utilizzati grandi set di dati, inclusi partecipanti di simili origini etniche. Sono stati raccolti dati su diabete di tipo 2, espressione genica e malattia cardiaca da ampi studi.
Risultati sulle Associazioni Genetiche e Sugli Esiti di Salute
I risultati dello studio suggeriscono che non c’è una variante causale condivisa che influisca sia sul BMI che sul diabete di tipo 2 nella regione del gene GLP1R. Invece, i ricercatori hanno trovato che varianti diverse giocano ruoli distinti nell’influenzare questi tratti.
Inoltre, quando si esaminano le relazioni tra BMI e malattia cardiaca, le analisi hanno indicato un'associazione chiara. Questo suggerisce che il modo in cui GLP1R influisce sulla malattia cardiaca potrebbe essere principalmente attraverso la sua influenza sul peso corporeo piuttosto che sui suoi effetti sul diabete.
I ricercatori hanno trovato che l’espressione del gene GLP1R nel cervello sembra influenzare il rischio di malattia cardiaca. Interessante, l’espressione genica in altri tessuti non ha mostrato lo stesso livello di associazione, evidenziando il potenziale ruolo del cervello in questo contesto.
Il Ruolo della Metodologia Genetica nella Ricerca Sanitaria
Questo studio mostra un nuovo metodo per analizzare accuratamente gli effetti di più tratti correlati sugli esiti di salute. Sottolinea come diversi fattori genetici interagiscono e influenzano il rischio di malattia.
Usando questo approccio, i ricercatori hanno scoperto che l’agonismo GLP1R riduce probabilmente il rischio di malattia cardiaca principalmente abbassando il peso corporeo. Questo è importante per capire come questi farmaci potrebbero funzionare e quali meccanismi sono coinvolti.
Tuttavia, lo studio enfatizza anche la necessità di ulteriori ricerche su altri potenziali effetti degli agonisti GLP1R. Una riduzione dell’infiammazione, una pressione sanguigna più bassa e livelli di trigliceridi diminuiti potrebbero anche giocare un ruolo nella riduzione del rischio di malattia cardiaca.
Limitazioni e Direzioni Future
Sebbene questa ricerca fornisca intuizioni preziose, ci sono delle limitazioni. Il metodo usato non tiene conto di tutti i tipi di variabilità che potrebbero influenzare i risultati. Inoltre, i tessuti studiati sono stati scelti in base ai livelli di espressione del GLP1R esistenti, che potrebbero non catturare completamente gli effetti biologici più rilevanti.
Non sono stati considerati gli effetti nel tempo di fattori come il BMI sul rischio di malattia cardiaca, il che potrebbe essere significativo. Inoltre, altri percorsi legati all’agonismo GLP1R necessitano di essere investigati per comprendere appieno il loro contributo alla salute cardiaca.
La ricerca funge da fondamento per studi futuri che esplorano la salute cardiovascolare e lo sviluppo di farmaci. Identificando come le varianti genetiche influenzano la salute, i ricercatori possono progettare terapie mirate più efficaci e migliorare gli esiti per i pazienti.
In conclusione, lo studio fa luce sulla relazione tra varianti genetiche, effetti dei farmaci e esiti di salute. Fornisce un quadro prezioso per capire come le terapie mirate ai geni potrebbero funzionare nella prevenzione di malattie come quelle cardiache. Con l'evolversi della ricerca medica, queste scoperte potrebbero portare a trattamenti migliori e a una salute migliore per gli individui a rischio.
Titolo: Robust use of phenotypic heterogeneity at drug target genes for mechanistic insights: application of cis-multivariable Mendelian randomization to GLP1R gene region
Estratto: Phenotypic heterogeneity at genomic loci encoding drug targets can be exploited by multivariable Mendelian randomization to provide insight on the pathways by which pharmacological interventions may affect disease risk. However, statistical inference in such investigations may be poor if overdispersion heterogeneity in measured genetic associations is unaccounted for. In this work, we first develop conditional F-statistics for dimension-reduced genetic associations that enable more accurate measurement of phenotypic heterogeneity. We then develop a novel extension for two-sample multivariable Mendelian randomization that accounts for overdispersion heterogeneity in dimension-reduced genetic associations. Our empirical focus is to use genetic variants in the GLP1R gene region to understand the mechanism by which GLP1R agonism affects coronary artery disease (CAD) risk. Colocalization analyses indicate that distinct variants in the GLP1R gene region are associated with body mass index and type 2 diabetes. Multivariable Mendelian randomization analyses that were corrected for overdispersion heterogeneity suggest that bodyweight lowering rather than type 2 diabetes liability lowering effects of GLP1R agonism are more likely contributing to reduced CAD risk. Tissue-specific analyses prioritised brain tissue as the most likely to be relevant for CAD risk, of the tissues considered. We hope the multivariable Mendelian randomization approach illustrated here is widely applicable to better understand mechanisms linking drug targets to diseases outcomes, and hence to guide drug development efforts.
Autori: Ashish Patel, D. Gill, D. Shungin, C. S. Mantzoros, L. B. Knudsen, J. Bowden, S. Burgess
Ultimo aggiornamento: 2023-07-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.20.23292958
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.20.23292958.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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