Badanie mechanizmów odpowiedzialnych za zaburzenia mózgowe
Badania asocjacyjne całego genomu umożliwiają sprawdzenie tysięcy wariantów genetycznych oraz porównanie genomów osób z określonymi cechami i bez nich w celu wskazania wariantów związanych z chorobą. Tego rodzaju badania doprowadziły do dogłębnego poznania wielu chorób, w tym zaburzeń mózgu. Jednak pomimo swojego potencjału, badania te nadal charakteryzuje ograniczona skuteczność w identyfikowaniu mechanizmów odpowiedzialnych za schorzenia mózgu. Jedną z przyczyn jest to, że to samo zaburzenie może wynikać z różnych kombinacji wariantów ryzyka u różnych pacjentów. W ramach projektu GWAS2FUNC, którego zespół otrzymał wsparcie Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), powstał zespół naukowców stawiający sobie za cel wypełnienie tej luki w wiedzy i rozwiązaniach poprzez opracowanie nowych narzędzi do oceny zmian występujących w przebiegu szeregu schorzeń neurologicznych.
Sygnatury ekspresji genów na poziomie komórek
W ramach projektu badaczom udało się opracować metodę, która łączy wyniki badań genomu z informacjami na temat sygnatur ekspresji genów na poziomie komórkowym. Kolejne narzędzie opracowane w ramach projektu powstało w celu zbadania potencjalnej struktury biologicznej choroby w oparciu o wzorce korelacji genomowych. „Niedawno światło dzienne ujrzało również narzędzie FLAMES, które usprawnia przewidywanie najbardziej prawdopodobnego genu odpowiedzialnego za chorobę na podstawie wyników badań genomu”, wyjaśnia Danielle Posthuma(odnośnik otworzy się w nowym oknie), genetyczka statystyczna z Wolnego Uniwersytetu w Amsterdamie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Niderlandach i główna badaczka projektu GWAS2FUNC. „W ten sposób możemy skuteczniej wskazywać cele dla dalszych badań”. Dzięki projektowi GWAS2FUNC, Posthuma była w stanie pracować nad nowymi narzędziami w oparciu o poprzednie iteracje i sprawdzić ich skuteczność w wielu scenariuszach dzięki symulacji. „Narzędzia te są w stanie wytwarzać hipotezy dotyczące możliwych biologicznych mechanizmów choroby”, zauważa Posthuma. „Hipotezy te wymagają weryfikacji w doświadczeniach funkcjonalnych i ostatecznie w badaniach klinicznych”.
Powszechnie dostępne innowacje metodologiczne
Innowacyjne rozwiązania zostały udostępnione w Internecie wszystkim zainteresowanym. Narzędzia są obecnie wykorzystywane przez innych badaczy, a także przez zespół GWAS2FUNC w ramach kilku trwających projektów. Pomagają one między innymi w prowadzeniu doświadczeń funkcjonalnych w celu zbadania biologicznych mechanizmów zaburzeń mózgu, takich jak choroba Alzheimera, demencja, schizofrenia i uzależnienia. Badacze mają również nadzieję na rozwój praktyki klinicznej na kilka sposobów. Według nich nowe narzędzia pomogą w lepszym przewidywaniu osób narażonych na szczególne ryzyko rozwoju pewnych chorób, co może przełożyć się na strategie profilaktyczne. Po drugie, narzędzia pomogą w opracowywaniu i wdrażaniu spersonalizowanych i potencjalnie bardziej skutecznych planów leczenia, umożliwiając przewidywanie korzyści, jakie pacjenci z zaburzeniami odniosą z określonych rozwiązań. Dzięki lepszemu wglądowi w podstawowe mechanizmy chorobowe, narzędzia te mogą pomóc w opracowaniu nowych strategii leczenia lub badań leków.
Rozwój narzędzi dzięki inicjatywom na szeroką skalę
Badacze planują kontynuację prac nad narzędziami, wykorzystując w tym celu nowe dane, które będą dostępne w nadchodzących latach. Obejmuje to inne inicjatywy realizowane na szeroką skalę w ośrodkach takich jak Allen Brain Institute(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Seattle w Stanach Zjednoczonych, gdzie naukowcy generują duże bazy danych cząsteczek RNA wytwarzanych w mózgu, aby poznać różnorodność typów komórek. Zespół projektu GWAS2FUNC pracuje również nad opracowaniem metod łączenia różnych danych dotyczących innych domen w celu usprawnienia interpretacji wyników badań genomu. Ponadto Posthuma ściśle współpracuje z innymi badaczami w celu przeprowadzenia doświadczeń funkcjonalnych, które pozwolą na weryfikację hipotez opracowanych dzięki wynikom badań genomu. „To niezwykle ekscytujące”, dodaje. „Naszym celem jest poznanie mechanizmów biologicznych wielu chorób związanych z mózgiem”.
Słowa kluczowe
GWAS2FUNC, mechanizmy, choroby mózgu, narzędzia, symulacje, innowacje metodyczne
