Avanços em Pontuações de Risco Poligênico para Previsão de Saúde
Novos frameworks melhoram as avaliações de risco genético pra resultados de saúde melhores.
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Índice
- Como os PRS são Criados
- Limitações dos PRS Atuais
- A Necessidade de Melhores PRS
- O Framework PRSmix
- O Papel da Pleiotropia nos PRS
- Avaliação dos Novos Frameworks
- Resultados da Avaliação
- Aplicações Clínicas dos Novos PRS
- Exame de Diferentes Características
- Desafios e Perspectivas Futuras
- Conclusão
- Fonte original
Plataformas de Escores de Risco Poligênico (PRS) são ferramentas usadas pra prever quão provável é que alguém desenvolva certas características ou condições de saúde com base na genética. Esses escores vêm da análise de várias variações genéticas, onde pontos de dados específicos, chamados alelos de risco, são selecionados com base no impacto que têm na característica em questão. Os pesquisadores coletam dados de estudos anteriores pra pesar e somar esses alelos de risco, permitindo que criem um escore que reflete a predisposição genética de um indivíduo.
Como os PRS são Criados
Pra criar um PRS, os pesquisadores analisam grandes conjuntos de dados, geralmente de estudos de associação do genoma inteiro (GWAS). Nesses estudos, eles buscam variantes genéticas comuns que contribuem pra características específicas, como altura, peso ou doenças como diabetes ou problemas cardíacos. Depois que os alelos de risco são identificados em um grupo, os pesquisadores podem usar essa informação pra prever o risco genético em outro grupo. A coleta de dados sobre os alelos de risco, junto com os efeitos que eles têm nas características, é crucial pra calcular PRS precisos.
Limitações dos PRS Atuais
A maior parte dos PRS foi desenvolvida dentro de grupos específicos de pessoas, o que pode torná-los menos confiáveis quando aplicados a indivíduos fora desses grupos originais. Essa limitação surge principalmente devido às diferenças nas demografias populacionais, históricos e ambientes. Se um PRS é criado usando dados de uma população, pode não funcionar tão bem pra outro grupo. O resultado é que muitos PRS carecem de validação em diferentes populações, o que pode reduzir sua utilidade em um ambiente clínico.
A Necessidade de Melhores PRS
Pra melhorar a confiabilidade dos PRS, os pesquisadores estão reunindo dados de diferentes estudos pra criar escores de risco mais inclusivos que possam ser generalizados entre populações. Um recurso significativo pra isso é o Catálogo de Escores Poligênicos, um banco de dados público que reúne vários PRS e suas informações genéticas associadas. Esse catálogo permite que os pesquisadores repliquem os métodos de escoração em diferentes populações, o que pode aumentar a precisão dos PRS.
O Framework PRSmix
Pra lidar com os desafios dos PRS, os pesquisadores desenvolveram um novo framework chamado PRSmix. Esse método combina múltiplos escores de PRS pra melhorar a previsão das características. O PRSmix permite que os pesquisadores aproveitem os escores existentes da mesma característica, que podem capturar mais Variação Genética do que um único escore conseguiria sozinho.
O Papel da Pleiotropia nos PRS
Pleiotropia se refere a quando um gene afeta múltiplas características. Entender esse conceito ajuda a melhorar os PRS. O framework PRSmix+ vai um passo além do PRSmix, combinando escores de características diferentes, mas geneticamente relacionadas. Essa abordagem pode aumentar a capacidade de previsão, tornando os PRS mais eficazes na identificação de riscos em várias condições de saúde.
Avaliação dos Novos Frameworks
Os pesquisadores realizaram testes extensivos pra avaliar o desempenho do PRSmix e do PRSmix+. Eles se concentraram em 47 características em indivíduos de origem europeia e 32 características em indivíduos sul-asiáticos. Vários fatores foram considerados durante essas avaliações, incluindo o quanto os novos métodos melhoraram os PRS existentes e o tamanho da amostra necessário pra previsões precisas.
Resultados da Avaliação
Os resultados indicaram que tanto o PRSmix quanto o PRSmix+ melhoraram significativamente a precisão das previsões em comparação com os métodos existentes. Essa melhoria foi particularmente notável em características que antes tinham baixo poder preditivo. Por exemplo, certas condições cardíacas mostraram melhorias na precisão preditiva ao usar o novo framework de PRS.
Aplicações Clínicas dos Novos PRS
Um foco principal dessa pesquisa foi aplicar os achados a cenários do mundo real, especialmente na previsão da doença arterial coronariana (DAC). A DAC é um problema de saúde significativo, e usando os novos métodos PRSmix e PRSmix+, os pesquisadores conseguiram identificar melhor indivíduos em maior risco. A integração dos PRS com Fatores de Risco Clínicos estabelecidos melhorou consideravelmente a capacidade de prever o risco de DAC.
Exame de Diferentes Características
Os pesquisadores também deram uma olhada em vários tipos de características pra ver como os novos frameworks se saíram em geral. Eles categorizaram as características em grupos, como peso, contagens de sangue e doenças como câncer. Os achados mostraram melhorias consistentes na precisão das previsões em todas essas categorias, com os ganhos mais significativos observados em condições que antes careciam de escores de risco robustos.
Desafios e Perspectivas Futuras
Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores identificaram vários desafios. A maior parte dos PRS existentes foi desenvolvida com base predominantemente em grupos de ascendência europeia, o que pode limitar a eficácia em outras populações. Pra aumentar a aplicabilidade dos PRS, é essencial continuar enfatizando a diversidade dos estudos genéticos.
Conclusão
Em conclusão, os frameworks PRSmix e PRSmix+ representam avanços significativos no campo da previsão de risco genético. Ao combinar PRS existentes e aproveitar o conceito de pleiotropia, esses novos métodos oferecem uma precisão aprimorada, que pode melhorar os resultados clínicos. À medida que a pesquisa avança, há esperança de aplicações mais amplas que possam preencher a lacuna entre avaliações de risco genético e medicina personalizada para populações diversas.
Título: Integrative polygenic risk score improves the prediction accuracy of complex traits and diseases
Resumo: Polygenic risk scores (PRS) are an emerging tool to predict the clinical phenotypes and outcomes of individuals. Validation and transferability of existing PRS across independent datasets and diverse ancestries are limited, which hinders the practical utility and exacerbates health disparities. We propose PRSmix, a framework that evaluates and leverages the PRS corpus of a target trait to improve prediction accuracy, and PRSmix+, which incorporates genetically correlated traits to better capture the human genetic architecture. We applied PRSmix to 47 and 32 diseases/traits in European and South Asian ancestries, respectively. PRSmix demonstrated a mean prediction accuracy improvement of 1.20-fold (95% CI: [1.10; 1.3]; P-value = 9.17 x 10-5) and 1.19-fold (95% CI: [1.11; 1.27]; P-value = 1.92 x 10-6), and PRSmix+ improved the prediction accuracy by 1.72-fold (95% CI: [1.40; 2.04]; P-value = 7.58 x 10-6) and 1.42-fold (95% CI: [1.25; 1.59]; P-value = 8.01 x 10-7) in European and South Asian ancestries, respectively. Compared to the previously established cross-trait-combination method with scores from pre-defined correlated traits, we demonstrated that our method can improve prediction accuracy for coronary artery disease up to 3.27-fold (95% CI: [2.1; 4.44]; P-value after FDR correction = 2.6 x 10-4). Our method provides a comprehensive framework to benchmark and leverage the combined power of PRS for maximal performance in a desired target population.
Autores: Pradeep Natarajan, B. Truong, L. E. Hull, Y. Ruan, Q. Q. Huang, W. Hornsby, H. C. Martin, D. A. van Heel, Y. Wang, A. R. Martin, H. Lee
Última atualização: 2023-03-23 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.21.23286110
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.21.23286110.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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