Структура для визуализации липидных ассоциаций с сотнями сложных заболеваний из электронных медицинских карт

Никого не шокирует, что молекулы жира связаны с сердечными заболеваниями. Липиды, термин, обозначающий жирные кислоты и их производные, являются предметом бесчисленных статей, когда речь идет о сердечно-сосудистых заболеваниях. Если вы изучаете липиды, велика вероятность, что вы изучаете их в связи с сердцами и кровотоком людей.

Но действительно ли эта сильная связь маскирует некоторые другие связи липидов с болезнями?? Может ли это непреднамеренно ослепить некоторых исследователей и ученых, чтобы они могли быть причиной других заболеваний, таких как подагра??

Новый анализ генетической информации, доступной в биобанках, проведенный исследователями из Медицинской школы Перельмана, поднимает этот вопрос. Когда они проанализировали данные из биобанков, которые содержат неидентифицированную информацию, такую ​​как ДНК и диагнозы болезней тысяч реальных пациентов, исследователи обнаружили генетические связи с такими состояниями, как подагра, а также с расстройствами пищеварения и местными инфекциями кожи и жировой (жировой) ткани. Эти связи с липидами потенциально могут быть причинами этих состояний.

"Мы разработали эффективную структуру, чтобы не только идентифицировать устойчиво реплицирующиеся липидные гены и визуализировать их связи с сотнями сложных заболеваний из электронных медицинских карт, но также исследовать, следует ли рассматривать липиды как потенциальные причинные факторы для некоторых заболеваний," сказал Йогасудха Ветури, доктор философии.D., постдокторант кафедры генетики Пенсильвании, а также ведущий автор статьи, опубликованной по этому анализу в журнале Nature Genetics.

Анализ связи между липидами и заболеваниями

На первом этапе своего анализа Ветури вместе со старшим автором Мэрилин Ричи, Ph.D., директор Центра трансляционной биоинформатики и профессор генетики, и их команда исследователей попытались идентифицировать все возможные генетические варианты, связанные с уровнями липидов в крови. Они сделали это, сославшись на миллионы генетических маркеров в наборе биобанков – огромных хранилищах генетической информации – чтобы увидеть, какие из них, похоже, повторяются в нескольких наборах данных, используя подход, называемый "полногеномное ассоциативное исследование." Они также использовали данные об экспрессии генов из независимого репозитория для идентификации новых генов, экспрессия которых генетически коррелирует с уровнями липидов, используя подход, называемый "транскриптомное ассоциативное исследование."

Имея 67 новых липидно-связанных генов, идентифицированных как общие для разных биобанков, Ветури, Ричи и их команда перешли ко второму этапу: изучению связей между идентифицированными липидными генами и болезнями, с которыми они могут быть связаны. Это было достигнуто путем анализа всех обнаруженных липидно-связанных генов (как недавно идентифицированных, так и ранее сообщенных), диагнозов заболеваний из электронных медицинских карт и экспрессии генов из независимого репозитория с использованием подхода, называемого исследованием феноменальных ассоциаций на основе экспрессии. При этом они смогли идентифицировать гены, связанные не только с липидами, но и с определенными заболеваниями; это явление множественных связей называется "плейотропия."

Конечно, этот анализ привел к некоторым из ожидаемых заболеваний в области сердечно-сосудистых, эндокринных и неврологических заболеваний (таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз). Однако он также обнаружил некоторые неожиданные состояния, такие как кровь в моче и нарушения цветной области глаза, радужной оболочки глаза.

Если это немного сложно или удивительно для вас, подумайте об этом так: скажем, вы хотите узнать, какие сладкие продукты, помимо очевидного, получают часть своей сладости от шоколада.

Итак, на этом этапе это будет похоже на то, как если бы вы изучали сам шоколад, а также некоторые типы сахаров, которые, как вы знаете, используются при производстве шоколада. Изучая их и разбирая рецепты, вы найдете то, что ожидаете: шоколадное печенье, мороженое из теста для печенья и т. Д. Но вы также можете найти что-то, о чем вы не знали, например, соус мол. И поскольку вы смотрели на сахар рядом с шоколадом, вы могли понять, что, возможно, эти рецепты на самом деле не требуют, чтобы шоколад был сладким, а сахар, который в него входит.

Как только вы осознаете это, зная, что вам вообще не нужно искать шоколад в рецептах, вы можете искать просто комбинацию сахаров, которые, как вы знаете, объединяются для приготовления шоколада. И это в основном то, что исследователи сделали на третьем этапе, с помощью процесса, называемого "Менделирующая рандомизация": Они одновременно исследовали множество генетических вариантов, которые оказались связаны с липидами, и определили, могут ли липиды быть возможной причиной различных заболеваний. Не рассматривая напрямую связь между самими липидами и заболеваниями, они уменьшили влияние любых непреднамеренных предубеждений, которые могли повлиять на результаты.

Этот анализ напоминал другой взгляд на рецепты для выявления элементов, связанных с шоколадом. Хотя вы все еще находите ожидаемое, например, пирожное, вы также обнаруживаете что-то совершенно неизведанное, например, пиццу.Этот последний шаг также привел к ожидаемому открытию того, что сердечно-сосудистые заболевания предполагают причинно-следственные связи с липидами (например, обнаружение шоколадных пирожных). Кроме того, исследовательская группа также обнаружила, что липидные гены имеют причинно-следственные связи с более неожиданными заболеваниями, такими как подагра, чрезмерный уровень натрия в крови, новообразования бронхов и инфекции кожи и жировой ткани. На этом этапе также были обнаружены другие заболевания, связанные с липидными генами на втором этапе анализа.

Неожиданные липидные связи открывают двери для новых исследований и методов лечения

Весь смысл процесса состоит в том, чтобы лучше взглянуть на составляющие и сделать шаг за пределы общепринятого мышления, чтобы, возможно, открыть для себя что-то новое.

Таким образом, это исследование показывает путь к расширению научных знаний о болезнях. Например, если вы выполнили поиск по ключевым словам в Медицинском журнале Новой Англии прямо сейчас, ища оба "подагра" а также "липид," Было бы получено 72 результата, причем главные статьи по-прежнему посвящены сердечно-сосудистым заболеваниям и сердечно-сосудистым эффектам лечения пациентов с подагрой.

"Конечно, влияние липидов на сердечно-сосудистые заболевания чрезвычайно важно, и его следует продолжать широко изучать," Ричи сказал. "Но мы надеемся, что, выявив широкий спектр эффектов и потенциальных причин, которые могут иметь липиды, будет проведено больше исследований в этих менее изученных областях. Надеюсь, это приведет к некоторым открытиям и будущим разработкам лекарств."

Интересно то, что исследователи полагают, что процесс, который они создали для изучения липидов, может быть использован для изучения других молекул или генов, которые могут не быть в центре внимания людей при определенных заболеваниях.

Например, высокий уровень ферментов печени (e.грамм. ALT, GGT) обычно указывают на некоторые признаки поражения печени или заболеваний, таких как неалкогольная жировая болезнь печени и панкреатит. Они также были связаны с сердечной недостаточностью.

"Было бы интересно увидеть, влияют ли гены, ведущие к повреждению печени, аналогичным образом на заболевания других систем органов, или же высокий уровень ферментов печени может привести к другим заболеваниям в электронных медицинских записях," сказал Ветури. "После функциональной проверки эти открытия могут помочь в перепрофилировании существующих лекарств для лечения не только целевого недуга."

Оставьте комментарий