Nuevo atlas de función genética mapea las complejidades del sistema inmunitario y las enfermedades inmunitarias

Cada persona solo tiene un genoma, pero diferentes partes del genoma están activas en diferentes tipos de células. En el ejemplo anterior, una región de ADN regulador (estrella azul) está activa solo en la Célula A. Este ADN regulador controla el nivel de expresión del gen Y. Diferentes personas tienen diferentes variaciones de esa secuencia de ADN regulador (polimorfismos genéticos AA, AG o GG) , que conducen a diferentes niveles de expresión del gen Y (gráfico rojo superior derecho). Este tipo de datos se utilizó para construir la base de datos ImmuNexUT, que permitirá a los expertos comprender cómo las diferencias en la secuencia de ADN conducen a cambios en la expresión génica y causan diferentes enfermedades del sistema inmunitario. Crédito: Mineto Ota, Creative Commons Por Attribution 4.0

Investigadores en Japón compilaron una base de datos genética única en su tipo para enfermedades autoinmunes y autoinflamatorias. Este recurso permitirá a los expertos comprender más profundamente cómo se desarrollan los trastornos inmunitarios y planificar futuros proyectos de descubrimiento de fármacos. Los científicos también esperan que este atlas de datos del genoma relacionado con el sistema inmunitario se pueda aplicar finalmente a investigaciones de enfermedades infecciosas como la COVID-19.

«Para comprender las enfermedades, es esencial una comprensión profunda de la función de las variantes genéticas. Con este conjunto de datos, podemos conectar los datos sobre cambios en la secuencia de ADN asociados con una enfermedad con genes y tipos de células que son importantes para la patogénesis de la enfermedad. «, dijo Mineto Ota, MD, Ph.D., asociado de investigación del proyecto de la Universidad de Tokio, reumatólogo clínico y experto en genómica funcional. Ota es el autor principal del estudio publicado recientemente en Cell. El proyecto se completó con colaboradores de la institución de investigación RIKEN y Chugai Pharmaceutical Co., Ltd.

Muchos proyectos de investigación anteriores han comparado las secuencias genómicas completas de pacientes con diagnósticos médicos con las de personas sanas. Cualquier variante de la secuencia de ADN identificada en estos estudios de asociación de todo el genoma se considera entonces «asociada» con la enfermedad.

Muchas variantes identificadas en los estudios de asociación no se encuentran en los genes, las unidades básicas de la herencia, sino en porciones de ADN que regula la expresión «on» o «off» de los genes. La mayor parte del genoma humano no son genes, sino este ADN regulador. Los expertos pueden saber que una parte del ADN está involucrada en la regulación de genes, pero no entender exactamente cómo o qué hace o incluso qué genes regula.

Para descubrir la función del ADN regulador, un tipo diferente de genoma El estudio llamado análisis de loci de rasgos cuantitativos de expresión (eQTL) intenta conectar las diferencias en la secuencia de ADN con las diferencias en la expresión génica. Con los datos de eQTL, los investigadores pueden hacer conjeturas más informadas sobre el propósito de las secuencias reguladoras de ADN, cómo las variantes en la secuencia reguladora pueden afectar la expresión de los genes que regula y cómo esas diferencias en la expresión génica causan enfermedades.

Otros Se han realizado estudios de eQTL enfocados en el sistema inmunitario, pero los esfuerzos de investigación anteriores incluyeron solo voluntarios sanos y examinaron una cantidad limitada de tipos de células.

«Las condiciones inflamatorias crean características físicas muy diferentes en las células inmunitarias en comparación con las mismas células en una condición saludable. Las variantes genéticas asociadas con las condiciones inmunitarias solo pueden funcionar en el estado de enfermedad, por lo que para este tipo de estudio genético, era muy importante obtener muestras de pacientes reales», dijo Ota.

La El equipo de investigación secuenció los genomas completos de 79 voluntarios sanos y 337 pacientes diagnosticados con cualquiera de las 10 categorías diferentes de enfermedades inmunomediadas, incluida la artritis reumatoide, el lupus eritematoso sistémico y d esclerosis sistémica. Todos los voluntarios tenían ascendencia japonesa.

Comprender las enfermedades inmunomediadas es un desafío porque, aunque cada enfermedad es clínicamente distinta, hay muchas superposiciones y los pacientes con el mismo diagnóstico pueden mostrar síntomas muy diferentes.

«Debido a toda esta diversidad, hay un límite de cuánto se puede aprender estudiando una enfermedad inmunomediada a la vez. Pero si estudiamos 10 enfermedades juntas, se obtiene una imagen más amplia de este tipo de enfermedades», explicó Ota.

Después de completar la secuenciación completa del genoma, los investigadores aislaron 28 tipos diferentes de células relacionadas con el sistema inmunitario de muestras de sangre de voluntarios y midieron la expresión génica en esas células.

La base de datos creada a través de esta investigación fue denominado Atlas de expresión génica de células inmunitarias de la Universidad de Tokio (ImmuNexUT).

«Vemos que cada tipo de célula inmunitaria tiene resultados distintivos de eQTL en el atlas, lo que puede decirnos cómo la regulación génica difiere entre los tipos de células y exactamente qué tipo de célula es importante nt para desarrollar qué enfermedad», dijo Ota.

ImmuNexUT es ahora el conjunto de datos eQTL más grande creado con voluntarios de ascendencia asiática oriental.

«En este campo hasta ahora, a gran escala Los estudios de genómica y genómica funcional se han realizado principalmente con donantes europeos, aunque la diversidad de la población es fundamental para comprender con precisión las funciones genómicas. Este atlas eQTL de sujetos japoneses también es significativo para superar este sesgo centrado en Europa y seguir investigando las funciones de las variantes de ADN en combinación con conjuntos de datos europeos», dijo Ota.

Los investigadores esperan que la base de datos ImmuNexUT continúe crecer y eventualmente conducir a mejores resultados para los pacientes.

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Los investigadores identifican variantes genéticas que afectan el funcionamiento de las células inmunitarias Más información: Panorama dinámico de la regulación génica específica de células inmunitarias en -mediadas por enfermedades. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2021.03.056 Información de la revista: Cell

Proporcionado por la Universidad de Tokio Cita: Nuevo atlas de genética mapas de funciones complejas del sistema inmunitario y enfermedades inmunitarias (29 de abril de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-atlas-genetic-function-complexities-immune.html Este documento está sujeto a derechos de autor Aparte de cualquier trato justo con el propósito de pr estudio o investigación independiente, ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.