Basi genetiche della malattia mentale: la genetica individuale e l’ascendenza “razziale” hanno un impatto sulla malattia mentale, ma la maggior parte degli studi si è concentrata solo sui bianchi

Mla malattia mentale è un crescente problema di salute pubblica. Nel 2019, si stima che 1 persona su 8 in tutto il mondo fosse affetta da disturbi mentali come depressione, schizofrenia o disturbo bipolare. Sebbene gli scienziati sappiano da tempo che molti di questi disturbi sono familiari, la loro base genetica non è del tutto chiara. Uno dei motivi è che la maggior parte dei dati genetici esistenti utilizzati nella ricerca proviene prevalentemente da bianchi.

Nel 2003, il Progetto Genoma Umano ha generato il primo “genoma di riferimento” del DNA umano da una combinazione di campioni donati da abitanti dello stato di New York, tutti di origine europea. I ricercatori in molti campi biomedici usano ancora questo genoma di riferimento nel loro lavoro. Ma non fornisce un quadro completo della genetica umana. Qualcuno con una diversa discendenza genetica avrà una serie di variazioni nel proprio DNA che non vengono catturate dalla sequenza di riferimento.

Quando la maggior parte degli antenati del mondo non sono rappresentati in set di dati genomici, gli studi non saranno in grado di fornire una rappresentazione fedele di come le malattie si manifestano in tutta l’umanità. Nonostante ciò, la diversità ancestrale nelle analisi genetiche non è migliorata nei due decenni da quando lo Human Genome Project ha annunciato i suoi primi risultati. A giugno 2021, oltre l’80% degli studi genetici è stato condotto su persone di origine europea. Meno del 2% ha incluso persone di origine africana, anche se questi individui hanno la variazione genetica più grande di tutte le popolazioni umane.

Per scoprire i fattori genetici che guidano la malattia mentale, io, Sinéad Chapman e i nostri colleghi del Broad Institute del MIT e di Harvard abbiamo collaborato con collaboratori in tutto il mondo per lanciare Stanley Global, un’iniziativa che cerca di raccogliere una gamma più diversificata di campioni genetici da oltre gli Stati Uniti e il Nord Europa e formare la prossima generazione di ricercatori in tutto il mondo. Non solo i dati genetici mancano di diversità, ma anche gli strumenti e le tecniche che gli scienziati usano per sequenziare e analizzare i genomi umani. Quindi stiamo implementando una nuova tecnologia di sequenziamento che affronta le inadeguatezze degli approcci precedenti che non tengono conto della diversità genetica delle popolazioni globali.

L’espansione etica ed equa della diversità dei dati genomici può aiutare a migliorare l’assistenza e ridurre le disparità.

Partnership globali per dati globali

Per studiare la genetica delle condizioni psichiatriche, utilizzare i dati delle associazioni dell’intero genoma che confrontano le variazioni genetiche tra le persone con e senza una particolare malattia. Tuttavia, questi set di dati si basano principalmente su persone di origine europea, in gran parte perché le infrastrutture di ricerca e i finanziamenti per studi genetici su larga scala e gli scienziati che conducono questi studi sono stati storicamente concentrati in Europa e negli Stati Uniti.

Un modo per colmare questo divario è sequenziare i dati genetici di diverse popolazioni. I miei colleghi ed io stiamo lavorando in stretta collaborazione con genetisti, statistici ed epidemiologi in 14 paesi in quattro continenti per studiare il DNA di decine di migliaia di persone di origine africana, asiatica e latina che sono affette da malattie mentali. Lavoriamo insieme per reclutare partecipanti e raccogliere campioni di DNA che vengono sequenziati presso il Broad Institute in Massachusetts e condivisi con tutti i partner per l’analisi.

screenshot pm

Dare priorità alle voci e alle priorità delle comunità locali e degli scienziati è fondamentale per il nostro lavoro. Tutti i partner hanno la proprietà congiunta del progetto, compreso il processo decisionale, la proprietà e il controllo dei campioni e dei dati. Per fare questo, costruiamo relazioni e fiducia con le comunità locali che stiamo studiando e con i dirigenti e gli scienziati delle università locali con cui collaboriamo. Lavoriamo per comprendere le culture e le pratiche locali e adattiamo i nostri metodi di raccolta per garantire che i partecipanti allo studio si sentano a proprio agio. Ad esempio, poiché ci sono diverse sensibilità culturali riguardo alla fornitura di saliva e campioni di sangue, abbiamo adattato le nostre pratiche in base al luogo per garantire che i partecipanti allo studio si sentano a proprio agio.

Condividiamo inoltre liberamente conoscenze e materiali con i nostri partner. C’è uno scambio di informazioni bidirezionale tra il Broad Institute ei team locali sui progressi e sui risultati dello studio, consentendo l’apprendimento continuo, l’insegnamento e l’unità tra i team. Ci sforziamo di incontrarci dove siamo scambiando pratiche e formando scienziati per supportare lo sviluppo di programmi di ricerca coltivati ​​localmente e guidati localmente

La nostra collaborazione con gruppi di ricerca africani fornisce un ottimo esempio del nostro modello. Ad esempio, i nostri colleghi di ricerca africani sono co-leader delle sovvenzioni che finanziano le attrezzature di laboratorio, scienziati e altro personale per progetti basati nei loro siti di studio. E aiutiamo a sostenere la prossima generazione di genetisti e bioinformatici africani attraverso un programma di formazione dedicato.

Analisi della variazione

La raccolta di campioni da popolazioni più diverse è solo metà della sfida.

Le tecnologie di sequenziamento e analisi genomica esistenti non catturano adeguatamente la variazione genetica tra le popolazioni di tutto il mondo. Questo perché queste tecnologie sono state progettate per rilevare variazioni genetiche basate sul DNA di riferimento di persone di origine europea e riducono l’accuratezza durante l’analisi di sequenze che non sono derivate dal genoma di riferimento. Quando questi strumenti vengono applicati ai dati genetici di altre popolazioni, non riescono a rilevare gran parte della ricca variazione nei loro genomi. Ciò può portare i ricercatori a perdere importanti scoperte biomediche.

Per affrontare questo problema, abbiamo sviluppato un approccio al sequenziamento del genoma in grado di rilevare una maggiore variazione genetica da popolazioni di tutto il mondo. Funziona sequenziando l’esoma – meno del 2% del genoma che codifica per le proteine ​​- in modo molto dettagliato, nonché sequenziando il 98% del genoma che non codifica per le proteine ​​in modo meno dettagliato.

Diversi tipi di metodi di sequenziamento hanno pro e contro.

Questo approccio combinato riduce i compromessi che i genetisti spesso devono fare nei progetti di sequenziamento. Il sequenziamento ad alta profondità dell’intero genoma, che legge l’intero genoma più volte per ottenere dati dettagliati, è troppo costoso da eseguire su un gran numero di campioni di DNA. Sebbene il sequenziamento a bassa copertura riduca i costi leggendo segmenti più piccoli del genoma, potrebbe non rilevare alcune importanti variazioni genetiche. Con la nostra nuova tecnologia, i genetisti possono ottenere il meglio da entrambi i mondi: il sequenziamento dell’esoma in profondità massimizza la probabilità di individuare geni specifici che svolgono un ruolo nella malattia mentale, mentre il sequenziamento dell’intero genoma in modo meno approfondito consente ai ricercatori di elaborare un gran numero di genomi in modo più conveniente.

medicina personalizzata

La nostra speranza è che questa nuova tecnologia consentirà ai ricercatori di sequenziare campioni di grandi dimensioni da una vasta gamma di antenati per catturare l’intera ampiezza della variazione genetica. Con una migliore comprensione della genetica della malattia mentale, medici e ricercatori saranno meglio attrezzati per sviluppare nuovi trattamenti che funzionino per tutti.

Il sequenziamento genomico ha aperto una nuova era della medicina personalizzata, che promette di fornire trattamenti su misura per ogni singola persona. Questo può essere fatto solo se le variazioni genetiche di tutti gli antenati sono rappresentate nei set di dati che i ricercatori utilizzano per fare nuove scoperte sulla malattia e sviluppare trattamenti.

Hailiang Huang è un assistente professore di medicina all’Università di Harvard.

Una versione di questo articolo è apparsa originariamente su The Conversation ed è stata pubblicata qui con il permesso. Dai un’occhiata a La conversazione su Twitter @ConversationUS

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