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Cosa puoi dire di una persona che ha solo il suo intero genoma come informazione?

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Bene, la domanda è nel titolo, non c'è bisogno di spiegazioni.


Ho avuto un piccolo incontro con questa domanda negli ultimi mesi, quindi sto aggiornando qui ...

La risposta generale è "molto su alcune cose, ma non tanto quanto ti piacerebbe pensare ad altre". Esiste un "concorso" di interpretazione scientifica del genoma che è in corso da alcuni anni chiamato CAGI (valutazione critica dell'interpretazione del genoma). Questo è pensato per essere una serie di sfide all'avanguardia e vale la pena esaminarle. L'anno scorso c'è stata in particolare una sfida: rispondere a domande su dieci individui a cui era stato dato solo un elenco di tratti e le loro sequenze genomiche.

Non è stato così facile a quanto pare: la semplice ricerca di varianti e il riferimento incrociato alla letteratura ha portato a previsioni scadenti. Glaucoma, asma, emicrania, sindrome dell'intestino irritabile, daltonismo, lupus, intolleranza al lattosio sono esempi da un elenco di 40 domande dispari del concorso. Se ti registri sul sito puoi ottenere alcuni dei risultati o c'è un documento che riporta i risultati, solo quattro laboratori hanno provato la sfida e le precisioni a volte non erano eccezionali, completando il laboratorio di Rachel Karchin con un AUC del 90%. Anche alcuni dei fenotipi che ritieni facili non sono una semplice ricerca. La genetica non è così predeterminata come pensiamo.

Mentre siamo bravi a dedurre la nostra storia e geneologia dall'altro. Un esempio ragionevole di ciò è l'analisi 23andme. Hanno molte meno informazioni su di te rispetto a una sequenza completa del genoma, ma sembrano sfruttare al meglio lo 0,0001% del genoma che hanno.

Hanno una bella ricerca di alcuni dei dati sulle malattie ereditarie disponibili. "Aumento del rischio di cancro della pelle" o per l'Alzheimer sono solo possibilità e non è mai chiaro quanto il tuo stile di vita effettivo abbia un impatto su 44 risultati, ma è lì.

Quello che hanno anche è la tua analisi ancestrale che è follemente interessante. mostra da dove provengono i tuoi lignaggi materni e paterni e quanto sono forti. hanno una mappa di calore molto carina dei continenti per questo. Il DB di National Geographic è probabilmente più sofisticato e anche ancestry.com fa questo. Questo è piuttosto interessante.

Includeva anche cose come i capelli ricci, il colore della pelle degli occhi e dei capelli.

Come dice SimaPro, sono descritti in OMIM. OMIM sta per "eredità mendeliana in linea nell'uomo" e tutti i tratti direttamente ereditabili che conosciamo sono elencati lì. vale la pena dare un'occhiata. Non ci sono molte singole mutazioni conosciute geneticamente ereditabili.

Se la sequenza del genoma include la metilazione, allora alcuni altri tratti che sono epigenetici, non genetici, ma sarebbero anch'essi determinati da una sequenza del genoma. L'esempio più famoso di questo è MEST che ti darà un indicatore se sei un genitore affettuoso o meno.


Beh, molto se sapessi quali domande porre...

La cosa più ovvia è il sesso: se riesci a trovare i cromosomi x e/o y.

Altre cose come il colore della pelle, il colore degli occhi, ecc. o malattie ereditarie e tutto ciò che implicherebbe l'esecuzione del genoma attraverso una sorta di database che aveva valori sia per fenotipi che per genotipi in modo da poter correlare alcune di queste cose e trovare quelle caratteristiche fisiche.

Gli scienziati scoprono continuamente queste correlazioni.

Puoi andare su http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim e cercare qualcosa come il colore degli occhi e scoprire più di quanto ti serve probabilmente.


Il primo posto dove cercare una risposta a questo è il 1000 Genomes Project. Ritengo che i loro sforzi nell'analisi dei dati offrano lezioni su ciò che si può e non si può imparare da un tale insieme di dati come proposto nella domanda.

Una cosa ovvia che è facile trascurare è che un'intera sequenza del genoma ti dirà le inserzioni e le delezioni di medie e grandi dimensioni in quel genoma. Uno di quelli che sono nuovi, privati ​​o estremamente rari (prendi una parola a tua scelta) può essere utilizzato inserire quell'individuo in un albero genealogico (se sono disponibili altri dati) e prevedere alcuni fenotipi (dai geni colpiti). Questo vale anche per alcuni SSR: semplici ripetizioni di sequenze.

Una buona analisi dell'aplotipo dalla sequenza del genoma può prevedere l'ascendenza etnica, con un discreto grado di accuratezza. Ciò è particolarmente vero poiché più genomi vengono sequenziati e disponibili per il confronto. Gli aplotipi del cromosoma Y e del genoma mitocondriale danno rispettivamente un'ascendenza paterna e materna.

Se l'intera sequenza del genoma fornisce lunghezze accurate dei telomeri, è possibile ottenere una previsione dell'età dell'individuo +/- 10 anni.

I fenotipi della malattia o il rischio di malattia sono difficili. Per le malattie monogeniche, questo è più accurato e tale accuratezza diminuisce all'aumentare della complessità del contributo alla varianza del tratto. Almeno un centinaio di loci contribuiscono al rischio di diabete di tipo 2, ma tale rischio dipende anche dall'età e quindi un giovane potrebbe non avere la malattia ma essere solo a maggior rischio. Inoltre, non tutti i soggetti a rischio elevato acquisiranno la malattia e non tutti quelli a rischio ridotto rimarranno indenni da quella malattia.

Infine, se questa analisi includeva misure epigenetiche, come la metilazione del DNA genomico, allora si possono prevedere i cambiamenti del genoma dall'esposizione ambientale come il fumo di tabacco o l'inquinamento atmosferico. Inoltre, stanno iniziando a essere definiti loci con metilazione differenziale e che mostrano una conseguenza fenotipica, come lo stato di obesità elevato (BMI) o il rischio di cancro del colon-retto. Siamo agli inizi, ma i dati stanno crescendo.


Sorprendentemente, se sono maschi puoi fare una puntata abbastanza buona per capire il loro cognome e restringere esattamente chi sono. C'è stato un articolo recente su come farlo con dati genomici anonimi, discusso in un post sul blog qui se si desidera un account più accessibile.


Cosa sono il sequenziamento dell'intero esoma e il sequenziamento dell'intero genoma?

La determinazione dell'ordine dei blocchi costitutivi del DNA (nucleotidi) nel codice genetico di un individuo, chiamato sequenziamento del DNA, ha fatto progredire lo studio della genetica ed è una tecnica utilizzata per testare le malattie genetiche. Due metodi, il sequenziamento dell'intero esoma e il sequenziamento dell'intero genoma, sono sempre più utilizzati nell'assistenza sanitaria e nella ricerca per identificare le variazioni genetiche. Entrambi i metodi si basano su nuove tecnologie che consentono il sequenziamento rapido di grandi quantità di DNA. Questi approcci sono noti come sequenziamento di nuova generazione (o sequenziamento di nuova generazione).

La tecnologia di sequenziamento originale, chiamata sequenziamento Sanger (dal nome dello scienziato che l'ha sviluppata, Frederick Sanger), è stata una svolta che ha aiutato gli scienziati a determinare il codice genetico umano, ma richiede tempo e denaro. Il metodo Sanger è stato automatizzato per renderlo più veloce ed è ancora utilizzato nei laboratori oggi per sequenziare brevi frammenti di DNA, ma ci vorrebbero anni per sequenziare tutto il DNA di una persona (noto come genoma della persona). Il sequenziamento di nuova generazione ha accelerato il processo (richiedendo solo giorni o settimane per sequenziare un genoma umano) riducendo i costi.

Con il sequenziamento di nuova generazione, è ora possibile sequenziare grandi quantità di DNA, ad esempio tutti i pezzi del DNA di un individuo che forniscono istruzioni per la produzione di proteine. Si pensa che questi pezzi, chiamati esoni, costituiscano l'1% del genoma di una persona. Insieme, tutti gli esoni di un genoma sono noti come esoma e il metodo per sequenziarli è noto come sequenziamento dell'intero esoma. Questo metodo consente di identificare le variazioni nella regione codificante le proteine ​​di qualsiasi gene, piuttosto che solo in pochi geni selezionati. Poiché la maggior parte delle mutazioni note che causano la malattia si verificano negli esoni, si ritiene che il sequenziamento dell'intero esoma sia un metodo efficiente per identificare possibili mutazioni che causano la malattia.

Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che le variazioni del DNA al di fuori degli esoni possono influenzare l'attività genica e la produzione di proteine ​​e portare a disordini genetici, variazioni che il sequenziamento dell'intero esoma mancherebbe. Un altro metodo, chiamato sequenziamento dell'intero genoma, determina l'ordine di tutti i nucleotidi nel DNA di un individuo e può determinare variazioni in qualsiasi parte del genoma.

Sebbene sia possibile identificare molti più cambiamenti genetici con il sequenziamento dell'intero esoma e dell'intero genoma rispetto al sequenziamento di geni selezionati, il significato di molte di queste informazioni è sconosciuto. Poiché non tutti i cambiamenti genetici influiscono sulla salute, è difficile sapere se le varianti identificate siano coinvolte nella condizione di interesse. A volte, una variante identificata è associata a un diverso disturbo genetico che non è stato ancora diagnosticato (questi sono chiamati reperti incidentali o secondari).

Oltre ad essere utilizzati in clinica, il sequenziamento dell'intero esoma e dell'intero genoma sono metodi preziosi per i ricercatori. Lo studio continuo delle sequenze dell'esoma e del genoma può aiutare a determinare se nuove variazioni genetiche sono associate a condizioni di salute, il che aiuterà la diagnosi delle malattie in futuro.


Perché non voglio conoscere la sequenza del mio genoma?

Anche dopo aver scritto dieci edizioni di un libro di testo di genetica umana, non voglio conoscere la mia sequenza del genoma. Ancora.

Da alcuni anni personaggi famosi scrivono delle loro sequenze genomiche. Ma quando ho ricevuto due di questi rapporti contemporaneamente la scorsa settimana, sul ricercatore di genetica Ron Crystal, MD, e una storia ipotetica (credo) sul presidente Obama, ho capito che era ora di agire.

Dopo aver scritto dieci edizioni di un libro di testo di genetica umana e molti articoli, pensi che sarò il primo in fila per ottenere il sequenziamento del mio genoma. Ma io preferisco l'ignoranza.

La ricerca per conoscere noi stessi dalle nostre sequenze di DNA è iniziata alla fine degli anni '80, con la concezione del progetto del genoma umano, e ha raggiunto una pietra miliare con l'attuale sequenziamento del genoma.

Rivisitare la corsa al genoma

Ho ancora le mie copie sbiadite dei diari che svelano la prima bozza del "genoma umano" del febbraio 2001. Il Scienza rapporto salutato dal campo Celera Genomics/Craig Venter, con 5 individui che contribuiscono a quel genoma composito, incluso lo stesso CV, che da allora ha continuato a creare la vita. Il Natura rapporto ha rappresentato l'International Human Genome Sequencing Consortium, che ha utilizzato pezzi di genoma di diversi individui non identificati.

Il 26 giugno 2000, Francis Collins, MD, PhD e Craig Venter, PhD, hanno affiancato il presidente Clinton nel roseto della Casa Bianca per annunciare la grande sequenza, perché quella era l'unica data disponibile sul calendario. Entrambi i gruppi si erano comportati bene alla fine della gara. Celera in realtà ha tagliato per primo il traguardo, come mi ha detto il dottor Venter quel febbraio in via ufficiosa, per timore che la nuova edizione incombente del mio libro di testo fosse obsoleta. Oggi la gara sembra irrilevante.

I primi due: Craig Venter e James Watson

Nel 2007, gli individui hanno iniziato a sequenziare i loro genomi e a parlarne e scriverne. Il Dr. Venter è stato il primo, il suo genoma presentato in PLoS Biology. Ha riflettuto sulle implicazioni al Società americana di genetica umana riunione annuale un anno dopo.

Il dottor Venter ha appreso dalla sua sequenza genomica che ha gli occhi azzurri e una tendenza al comportamento antisociale, all'abuso di sostanze e alla ricerca di novità. Ha scoperto di essere un veloce metabolizzatore della caffeina. "Posso avere due caffelatte doppi e mandarli giù con una Red Bull senza farmi influenzare", ha detto sarcastico alla folla. Ha anche appreso dell'elevato rischio di malattia di Alzheimer e malattie cardiovascolari.

Poi è arrivato James Watson, PhD, famoso per la doppia elica e primo capo del progetto sul genoma umano. Ha discusso del suo genoma al 12° Congresso Internazionale di Genetica Umana a Montreal nell'ottobre 2011, dove Kevin Davies, PhD, autore di "The $1,000 Genome" lo ha presentato. Anche il dottor Davies si è sottoposto a tutti i tipi di sondaggi genomici. Ecco la parte stampabile di ciò che ha detto il Dr. Watson:

Perché lo ha fatto? &ldquoPerché no? Non ho avuto obiezioni, tranne per non volerlo sapere ApoE4. Mia nonna aveva l'Alzheimer.&rdquo (la sequenza del genoma pubblicata da Watson omette quel gene di rischio, ma la gente lo ha imputato alla sequenza circostante.)

Cosa ha imparato di utile?
"Ho scoperto che sono un lento metabolizzatore di antipsicotici e beta-bloccanti". Suo figlio è quasi morto per un antipsicotico. "Quindi ora so che se divento psicotico, posso prendere quei farmaci". E ha imparato perché i beta-bloccanti per un battito cardiaco irregolare lo hanno messo fuori combattimento. Ha cambiato droga.

Quali informazioni sono state utili? &ldquoMi hanno detto che ero un corriere per BRCA1. Pensavo che avrei dovuto telefonare alle mie nipoti perché la loro madre aveva un cancro al seno. Ma ho chiesto a Mary-Claire King, che ha scoperto il gene, e lei ha detto di no, avevo una variante innocua. Quindi sono contento di aver chiamato le mie nipoti perché in tal caso avrebbero pagato quella vergognosa somma di denaro a Myriad Genetics.&rdquo

Il dottor Watson ha concluso con una situazione che conosce bene. "Mi piacerebbe vedere bambini affetti da malattie mentali in sequenza con i loro genitori. Trovare una mutazione avrebbe fatto capire ai genitori che si trattava di un'ingiustizia genetica. Sapendo che il vinto rende sano il loro bambino, ma hanno il doppio smacco di pensare di aver fatto qualcosa di sbagliato.

Il Dr. Venter ha riassunto ironicamente il grande valore personale del fatto che lui e il Dr. Watson conoscessero le loro sequenze. &ldquoProbabilmente lo sospetteresti in base alle nostre apparenze, ma siamo entrambi scienziati calvi e bianchi.&rdquo

Sequenziamento del genoma in malattia e in salute

Il sequenziamento del genoma e dell'esoma è estremamente prezioso nella diagnosi di persone i cui sintomi non corrispondono a disturbi noti. "Ogni volta che qualcuno entra in un ospedale pediatrico con una malattia grave, sarebbe immorale NON sequenziarlo", ha detto il dottor Watson. Il primo e più famoso caso è quello del giovane Nicholas Volker e le sue condizioni intestinali sono seguite a quelle del gene della cecità di Gavin Stevens di 4 anni. I casi di sequenziamento dell'esoma che risolvono misteri medici stanno aumentando rapidamente.

Steve Jobs e Christopher Hitchens hanno sequenziato i loro genomi del cancro, rispettivamente del pancreas e dell'esofago, e le scelte dei farmaci sono state guidate dalle informazioni. Henry Louis Gates Jr. ha fatto il suo per rintracciare i suoi antenati. Secondo quanto riferito, Glenn Close l'ha fatto per comprendere meglio la malattia mentale nella sua famiglia, e posso indovinare perché Ozzy Osbourne l'abbia fatto.

Ron Crystal, presidente della medicina genetica al Weill Cornell Medical College, ha fatto sequenziare il suo genoma per fornire un controllo in un progetto per sequenziare i genomi del popolo del Qatar. Ha scoperto una mutazione che spiegava il suo forte sanguinamento a seguito di un infortunio causato dalla discesa in corda doppia da una cascata ghiacciata alcuni anni fa. Scoprì anche le radici vichinghe, una malattia recessiva dei bambini, e confermò la sua calvizie. Ma ha espresso paure: la sua famiglia ha appreso cose che non volevano sapere, persino qualcuno che usava la sua sequenza del DNA per incastrarlo per un crimine o per clonarlo.

Il Dr. Crystal è l'unico a citare le potenziali ripercussioni della conoscenza della sequenza del proprio genoma. Ha detto Seong-Jin Kim, il primo coreano ad aver sequenziato il suo genoma, quello di sua moglie e le sue due figlie. "Si pensa che la malattia genetica in Corea disonori le famiglie, quindi è difficile convincere le famiglie con malattie a essere sequenziate". Un cattivo risultato potrebbe essere considerato una maledizione. Ma era interessato all'uso del sequenziamento per comprendere meglio il cancro gastrico, che è la forma più comune in Asia. &ldquoHa cambiato atteggiamento? Dopo aver rilasciato la nostra sequenza, il numero di società di sequenziamento è aumentato.&rdquo

Perché non voglio saperlo?

Non voglio conoscere la mia sequenza del genoma per paura che qualcuno possa clonarmi, ma perché lo stato della scienza fornisce sia troppe che troppo poche informazioni.

Sul fronte TMI, una sequenza genomica è un mega incidentaloma, una valanga di informazioni che non voglio. Una tavola rotonda sul valore del sequenziamento genoma/esoma al congresso internazionale dell'anno scorso è stata significativa.

Le opinioni andavano dal moderatore Han G. Brunner, dell'ospedale universitario St. Radboud di Nijmegen, nei Paesi Bassi, che ha affermato che "il sequenziamento del genoma produrrà un eccesso di informazioni inutili, non interpretabili e potenzialmente dannose per il paziente" a Radoje Drmanac, co- fondatore e CSO di Genomica completa, che ha affermato "Dovremmo sequenziare i nostri genomi il prima possibile". Nella mia mente, questa non è una domanda.&rdquo (Disclosure: appena prima della tavola rotonda, ho mangiato bastoncini di mozzarella da Genomica completa quando ho vagato in un cocktail party mentre cacciavo e raccoglievo. Mi chiedo se hanno preso il mio DNA dal tovagliolo.)

In cima alla lista delle malattie che non voglio conoscere ci sono quelle del cervello, il secondo organo preferito di Woody Allen. Se posso prevenirli o ritardarli, perché passare anni a preoccuparmi?

Sul fronte delle informazioni troppo scarse, abbiamo bisogno di sapere più di una stringa di lettere del DNA o di un elenco di varianti genetiche. Dobbiamo sapere come interagiscono i nostri geni. È come leggere un romanzo e considerare ogni parola nel vuoto, rispetto alla comprensione della storia che si sta svolgendo.

Imparare la nostra storia genetica richiederà la decifrazione di tutte le possibili interazioni geniche. Fino ad allora, potrei conoscere una mutazione che causa la malattia, ma non un'altra che la contrasta, e poi dovrò convivere con la conoscenza. Computer e ricercatori dovranno sezionare e confrontare molte migliaia di genomi umani sequenziati per dedurre le interazioni geniche.

Tutte le analisi necessarie sono costose. Bruce Korf, MD, PhD, direttore dell'Heflin Center for Human Genetics presso l'Università dell'Alabama a Birmingham ha detto: "Siamo vicini ad avere un genoma da $ 1.000, ma questo potrebbe essere accompagnato da un'interpretazione da $ 1 milione". E quando Stephen Quake , un ingegnere della Stanford University e co-inventore di un dispositivo per il sequenziamento del DNA, ha messo a nudo il suo sé genetico nelle pagine di la lancetta nel 2010, l'interpretazione ha richiesto 32 medici.

Come gli altri menzionati, il dottor Quake ha trovato le informazioni sul farmaco le più preziose. Conduce uno stile di vita molto sano, ma ha varianti genetiche che aumentano il rischio di malattie cardiovascolari. Il suo genoma ha rivelato che una statina potrebbe salvargli la vita, l'anticoagulante Plavix ha vinto il lavoro, né la metformina, un farmaco per il diabete. Ma i pannelli scelti con cura di test farmacogenetici per un singolo gene potrebbero fornire le stesse informazioni, basate sullo strumento secolare dei consulenti genetici, ponendo buone domande per costruire un'utile storia familiare?

Convincimi

La prossima settimana sarò al Società americana di genetica umana riunione annuale, partecipazione a workshop sul sequenziamento dell'esoma/genoma e ricerca di altri bastoncini di mozzarella. E vedrò se qualcuno può convincermi a farmi fare il genoma.

Forse lo farò, alla fine, come parte del Personal Genomes Project, per il bene più grande, ma scelgo di non conoscere i risultati. Dopotutto, conosco già l'ovvio, come Craig Venter sa che è calvo e ha gli occhi azzurri.

Una mutazione dell'osteoartrite si è manifestata come incapacità di suonare un accordo di Fa all'età di 33 anni p53 mutazione e poi un'altra che è sbocciata in risposta ad anni di radiografie ortodontiche mi ha dato il cancro alla tiroide pochi anni dopo aver rinunciato alla chitarra. E non ho bisogno di un test genetico per sapere che non ho ereditato la depressione psicotica di mio padre e mio nonno.

Ron Crystal, anche se è tra i sequenziati, ha l'idea giusta: non fumare, fare esercizio fisico, seguire una dieta sana e non preoccuparsi delle sequenze del DNA.


Affrontare le sfide del sequenziamento dell'intero genoma.

Nel 2013, CDC ha iniziato a utilizzare il sequenziamento dell'intero genoma per rilevare le epidemie causate dai batteri mortali Listeria. Da allora, questo metodo ha permesso agli scienziati di:

  • Rileva più cluster di Listeria malattia
  • Risolvi di più Listeria focolai mentre sono ancora piccoli
  • Collega i pazienti malati a probabili fonti di cibo
  • Identificare nuove fonti alimentari di Listeria, come mele caramellate e gelato

Il CDC sta rapidamente espandendo l'uso del sequenziamento dell'intero genoma nei laboratori statali e gli scienziati inizieranno presto a utilizzare il sequenziamento dell'intero genoma per le indagini sui focolai di altri patogeni di origine alimentare, come Campylobacter, Shiga produttore di tossine E. coli (STEC), e Salmonella. L'iniziativa Advanced Molecular Detection (AMD) del CDC ha parzialmente finanziato l'espansione del WGS in tempo reale per la sicurezza alimentare.

Attraverso la collaborazione con l'iniziativa AMD del CDC e il programma per la sicurezza alimentare, PulseNet sta stabilendo la struttura per supportare il passaggio al sequenziamento dell'intero genoma, compresa la formazione dei microbiologi della sanità pubblica per eseguire il sequenziamento, l'acquisto di forniture per il sequenziamento e l'aggiornamento dei sistemi per l'analisi dei dati. Queste attività sono fondamentali per avviare il sequenziamento dell'intero genoma nei laboratori di sanità pubblica e migliorare la sorveglianza dei focolai di malattie di origine alimentare e delle tendenze nelle infezioni di origine alimentare e nella resistenza agli antibiotici.

Con l'espansione dell'uso del sequenziamento dell'intero genoma, i sistemi di sorveglianza nazionali e le infrastrutture di laboratorio del CDC devono tenere il passo con l'evoluzione della tecnologia. Con la modernizzazione, CDC e i suoi partner per la salute pubblica possono continuare a rilevare, rispondere e fermare con successo le malattie infettive. Insieme, possiamo garantire diagnosi rapide e meno costose per gli individui e le prove necessarie per risolvere e prevenire rapidamente le epidemie di origine alimentare.


Sequenziamento dell'intero genoma (WGS): Davvero??

Possiamo fermarci un attimo e riconoscere che è piuttosto sorprendente? Oggi, nel 2019, sono circa 1 milione le persone in tutto il mondo che sono state sequenziate. Un milione! Vent'anni fa, interi consorzi di scienziati erano solo a metà del Progetto Genoma Umano. Assumere per la prima volta l'enorme compito di determinare l'ordine di tutte le A, T, C e G in ogni cromosoma dall'alto verso il basso è stata un'impresa ambiziosa e stimolante. Ci ha fatto stupire e immaginare cosa potrebbe riservarci il futuro quando i segreti del genoma potrebbero essere svelati davanti a noi in bella vista. E ora siamo qui seduti oggi, in futuro, dove invece di costare $ 2,7 miliardi e impiegare 13 anni per essere completato, un genoma completo può essere sequenziato per $ 1.000 in un paio di giorni.

In qualche modo, offrire il genoma umano in vendita il Black Friday sminuisce un po' il concetto per me, come se potesse essere in vendita. Potremmo aggiungere al più presto il Monte Everest o la Gioconda a un carrello per il check-out su Internet? L'elegante codice che sin dall'inizio ha incarnato tutta la vita, la diversità e la resilienza biologica che vediamo su questo pianeta ha raggiunto lo status di merce. Ma così facendo, ha la portata di influenzare la prospettiva che assumiamo sulle origini umane, la salute e le relazioni per l'intero pianeta. Abbastanza la portata!

Indubbiamente, il WGS diventerà lo standard di cura per la genetica medica e il definitivo accessibile per la medicina legale, l'antropologia e l'ascendenza che sono oggi gli SNP. Ma prima di fare clic su "Acquista ora", ecco alcune domande da considerare se stai pensando di essere uno dei primi ad adottare lo svelamento del tuo intero genoma.

Come vengono consegnati i risultati del WGS?

Se hai fatto un test di discendenza da 23andMe o simili, probabilmente hai ricevuto alcuni utili suggerimenti: corrispondenze tra cugini, previsioni sui tratti e un'analisi dell'etnia. L'interpretazione del tuo DNA grezzo è inclusa come parte del servizio che hai acquistato. Le aziende che utilizzano i dati SNP hanno costruito una solida infrastruttura di database che alimenta le sue previsioni con milioni di membri testati sugli stessi SNP.

Quando acquisti un WGS, sarai tra i primi a intascare la tua sequenza, ma avrai anche un sacco di dati con strumenti molto limitati per interpretarla. Una potente infrastruttura di database WGS pubblici con milioni di membri semplicemente non esiste ancora.

Cosa si ottiene con il sequenziamento dell'intero genoma?

Invece di consegnare i risultati del tuo sequenziamento come un rapporto di ascendenza completamente interpretato, otterrai un file da 200 GB pieno di dati grezzi del DNA. Non sono i 3 miliardi di coppie di basi reali, sarebbe piuttosto lungo e noioso. Cerca i dati in uno dei tre formati: FASTQ, BAM e VCF.

FASTQ è il formato dei dati che arriva direttamente dalle macchine che producono le letture della sequenza. La lettera di sequenza e un punteggio associato che misura la qualità della chiamata sono codificati insieme, creando un grande e sconcertante dump di dati, non interpretabile a occhio nudo.

Il BAM (Binary Alignment Map) è disponibile anche per i client. I genomi vengono sequenziati in una miriade di piccoli pezzi rotti e quindi assemblati abbinando i frammenti a una sequenza di riferimento intatta, che è una sequenza che gli accademici hanno stabilito come standard per il confronto.

Quando monti un puzzle, l'immagine sulla scatola può aiutarti a capire come sistemare i pezzi smontati. La sequenza di riferimento funge da "immagine sulla scatola" e diventa la mappa per assemblare i pezzi frammentati in una sequenza unificata. Un file BAM è il prodotto della mappatura dei frammenti in una sequenza continua ed è anche compresso mediante codifica in binario per un notevole risparmio di spazio. Ancora una volta, questo è un enorme file di dati senza alcun significato reale che può essere derivato semplicemente dalla sua visualizzazione isolata.

I clienti possono anche ricevere il loro file in VCF, Formato chiamata variante. Confrontando un genoma umano con un altro si ottiene un accordo di oltre il 99,4%. Siamo tutti sorprendentemente simili gli uni agli altri quando si tratta della nostra genetica. Non è incredibile che sia la differenza dello 0,6% a guidare tutta la straordinaria diversità che vediamo nell'umanità? Un catalogo di file VCF Appena quelle differenze, tralasciando tutto il resto che è lo stesso. Rispetto alla sequenza di riferimento, fornisce informazioni sulla coppia di basi per i punti in cui viene rilevata una mutazione in un cliente e la natura della mutazione.

Cosa può dirti WGS?

Per essere chiari, le offerte di reporting variano in base all'azienda, ma generalmente forniscono un riepilogo delle mutazioni e delle interpretazioni del rischio per la salute che possono essere aumentate di conseguenza. Questi rapporti sono fortemente orientati alle applicazioni sanitarie, con anche alcune informazioni sugli antenati. Alcuni clienti hanno riferito di aver trovato utile consultare ulteriormente un consulente genetico per capire se è necessaria un'azione per affrontare le condizioni evidenziate nel loro rapporto.

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Tutto questo è certamente un'esperienza allo stato dell'arte, ma ricorda solo che la quantità di dati di riferimento che supporta le interpretazioni derivate dai dati WGS è ancora nelle fasi iniziali di costruzione. Se sei interessato principalmente all'ascendenza genetica, piuttosto che alla medicina di precisione, otterrai un miglior rapporto qualità-prezzo semplicemente attenendoti alla più altamente sviluppata test autosomici a questo punto. I loro database sono enormi e sono ben al di fuori della fase beta, con diversi anni di perfezionamento delle popolazioni di riferimento e dei metodi computazionali.

Che tipo di test di sequenziamento dovrei scegliere?

Ci sono diverse scelte sul mercato consumer oggi.

DNA dell'albero genealogico: test dell'intero esoma

Sequenziamento dell'intero esoma genera dati solo per la porzione del genoma (circa l'1%) che codifica per le proteine ​​che guidano i processi cellulari che fanno funzionare il nostro corpo. Il sequenziamento dell'esoma viene utilizzato solo per indagini mediche, non per l'ascendenza.

Che livello di copertura del sequenziamento scegli è un importante punto di selezione per i clienti. Con l'attuale processo di sequenziamento, il tasso di precisione per la determinazione di ogni singola lettera della coppia di basi è molto elevato. Ma poiché il genoma è così grande (3,2 miliardi di paia di basi), anche con una precisione del 99,99% per ogni coppia di basi, in media finirai comunque con 320.000 errori. Se ti sembra molto, hai ragione. Per combattere questo, il processo di sequenziamento viene eseguito più volte attraverso l'intero genoma e le differenze nei punti delle singole coppie di basi vengono riconciliate con le letture multiple.

Copertura 30x è il sequenziamento di grado medico. Se desideri utilizzare i dati del tuo DNA per prendere decisioni mediche, questa è la profondità di sequenziamento che desideri. 30x significa che in media ogni coppia di basi è stata letta 30 volte prima di generare il rapporto di sequenziamento finale. Come puoi immaginare, letture extra significano costi aggiuntivi. Questi test suonano regolarmente nella gamma $ 500- $ 1000. È qui che l'anno scorso sono state viste alcune incredibili offerte del Black Friday: $ 199.

.Copertura 4x è in realtà una lettura parziale del genoma (circa il 40%) che è integrata da imputazione, che è un metodo statistico che deduce la sequenza delle lacune nei dati (il restante 60%) anziché leggerlo direttamente. Consultando database di sequenze umane complete, la sequenza delle lacune viene dedotta in base alle mutazioni osservate nei frammenti letti direttamente. Ciò è possibile perché insiemi di mutazioni spesso si verificano insieme. La precisione è riportata al 99%. Questo non volerà per le indagini mediche per scopi di ascendenza, la giuria è fuori se questo è "abbastanza buono". Una copertura passa-basso come questa rende possibile un prezzo da $ 99- $ 149.

Quali strumenti sono disponibili per l'interpretazione dei dati WGS per scopi di ascendenza?

Se il tuo interesse principale è la corrispondenza relativa, al momento non ci sono aziende WGS che offrono questo servizio. Rimani con il test autosomico per ora. Man mano che i database WGS vengono sviluppati, la capacità di rilevare parenti oltre il 4° grado sarà migliorata rispetto alla risoluzione corrispondente disponibile con i metodi SNP. È eccitante.

Come abbiamo detto, c'è qualche interpretazione limitata fornita per saperne di più sugli antenati etnici dai dati WGS, ma se hai qualche abilità da hacker, potrebbe essere divertente portarlo al livello successivo. La maggior parte delle interpretazioni utili verrà dall'estrazione computazionale degli SNP utilizzati da AncestryDNA, 23andMe, ecc., Dai dati WGS e quindi dal caricamento in GEDmatch o in un'altra utility per i confronti (ma se questo è il tuo obiettivo finale, è molto più semplice attenersi con test autosomico in primo luogo).

Solo per far fluire i tuoi succhi creativi, è possibile rilevare nuovi SNP nel tuo DNA che non sono utilizzati da nessuna delle aziende mainstream. Ma un'ulteriore interpretazione di questi è principalmente disponibile per il cromosoma Y: ad esempio, per risolvere ulteriormente il tuo aplogruppo del cromosoma Y. Eventualmente, potresti anche estrarre dati STR per i quali esistono anche database di confronto.

Debbie Kennett offre un'ottima discussione su alcune delle risorse per un'ulteriore dissezione dei dati WGS e il wiki ISOGG elenca anche molti strumenti genealogici basati sul web che possono favorire le tue richieste di dati grezzi sul DNA. Quindi rispolvera quelle abilità da hacker!

E la ricerca scientifica e la privacy?

Forse la ragione più altruistica per avere il tuo genoma sequenziato a questo punto della storia è consentire ai tuoi dati di far parte dello sviluppo della scienza. Le aziende ti consentono di attivare e disattivare varie iniziative di ricerca. La maggior parte è rivolta alla salute e al benessere. Prima di partecipare, capire se le organizzazioni sono conformi all'HIPAA e se utilizzano la condivisione di informazioni protette e crittografate. Comprendi anche che qualunque informazione preziosa tu riceva personalmente dall'azienda, specialmente se stai ricevendo un prezzo inferiore a quello di mercato per il tuo test, la loro motivazione per questo incentivo è puramente la possibilità di curare il tuo DNA per ulteriori ricerche.

L'uso improprio di informazioni personali sensibili è una delle ragioni principali per cui molti si astengono da qualsiasi tipo di test genetico. Le aziende lo capiscono sicuramente e vogliono attirare i partecipanti adottando solide pratiche sulla privacy. Personalmente prendo in parola le aziende che in buona fede non hanno intenzione di violare i miei desideri per l'uso del mio DNA. Riconosco anche per esperienza, tuttavia, che le raccolte e i dati del DNA possono cambiare di mano in mano e l'accordo originale tra il cliente e l'istituto di ricerca potrebbe non rimanere rilevante. È un nuovo mondo coraggioso là fuori!

Quanto vuoi sapere?

Sei abbastanza rilassato riguardo alla tua salute? O trovi che sia facile per te sprofondare nell'ansia per i micro-sintomi? È una decisione estremamente personale per ogni individuo che si trova di fronte alla scelta di pronosticare attivamente il livello di salute di cui potrà godere in futuro. Questi test sono commercializzati con l'obiettivo di gestire in modo proattivo la tua salute comprendendo il tuo rischio personale di sviluppare malattie. Se sai che il cancro al seno è presente nella tua famiglia, ad esempio, i test genetici potrebbero consentirti di capire se hai mutazioni specifiche associate a questo tipo di cancro. Alcuni pazienti sono quindi in grado di ricevere procedure preventive o farmaci che riducono notevolmente il rischio di sviluppare il cancro al seno e considerano questo salvavita.

Tuttavia, i risultati dei test genetici non sono sempre chiari e possono lasciarti nella terra dell'ambiguità, non comprendendo appieno se il tuo rischio è davvero elevato o meno. Questo potrebbe non essere un posto molto tranquillo per alcuni. Prima di iniziare un'esperienza di test WGS, comprendi per quali malattie potresti essere sottoposto a screening e se i geni che contribuiscono alla malattia sono ben compresi o se è probabile che il test produca un risultato ambiguo.

Un'altra situazione è stata quella affrontata da James Watson, uno degli scienziati che ha ricevuto il premio Nobel per aver chiarito la struttura del DNA nel 1953. Nel 2008, a 79 anni, un gruppo di ricerca lo ha invitato a essere la seconda persona ad avere il suo genoma sequenziato. Ha accettato di farlo e ha reso pubblicamente disponibile la sua sequenza per la ricerca, ma ha chiesto di non essere a conoscenza delle informazioni sui geni dell'apolipoproteina E, che è associata all'Alzheimer ad esordio tardivo. È incurabile e sosteneva sua nonna. Per il dottor Watson, un esperto di genetica umana, ha preferito rimanere all'oscuro sulla probabilità o meno di sviluppare l'Alzheimer incurabile. Per lui era più di quanto volesse sapere.

Questa è una domanda importante che tutti noi dobbiamo porci di fronte all'idea di mettere a nudo tutto ciò che è codificato nel nostro genoma. Quanto vuoi sapere, e in quali condizioni preferiresti rimanere all'oscuro delle possibilità future?

È un bel po' da considerare prima di caricare il carrello del Black Friday, non credi? Sia che tu decida di essere un intrepido tra i primi ad adottare il WGS, sia che tu sappia subito che non fa per te, possiamo essere tutti grati a coloro che decidono di mettere a disposizione i loro genomi per portare avanti la scoperta scientifica. Tutti noi oggi che riceviamo cure mediche o eseguiamo un test di corrispondenza del cugino del DNA, stiamo sulle spalle delle persone che hanno dato un contributo benefico della loro biologia alla ricerca scientifica. La generazione dei nostri figli e quella futura trarranno beneficio dalle scoperte fatte oggi. Ne farai parte anche tu?

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Cromosomi

Il DNA in una cellula non è una singola molecola lunga. È diviso in un numero di segmenti di lunghezza irregolare. In determinati punti del ciclo di vita di una cellula, quei segmenti possono essere fasci strettamente impacchettati noti come cromosomi. Durante una fase, i cromosomi sembrano essere a forma di X.

Ogni fungo, pianta e animale ha un determinato numero di cromosomi. Ad esempio, gli esseri umani hanno 46 cromosomi (23 paia), le piante di riso hanno 24 cromosomi e i cani hanno 78 cromosomi.


Iniziativa di medicina di precisione

Ma la domanda incombe ancora: cosa facciamo con tutte queste informazioni? In tutto il mondo si stanno compiendo enormi sforzi per rafforzare la nostra conoscenza della genetica e molti sperano che l'Iniziativa di medicina di precisione di Obama, annunciata nel suo Stato dell'Unione all'inizio di quest'anno, svolga un ruolo simile a quello del Progetto Genoma Umano, spostando la nostra comprensione della genetica un ulteriore passo avanti.

Nell'ambito dell'iniziativa, il presidente ha proposto di creare un database sanitario di un milione di americani. Alcuni vedono l'opportunità futura per il sequenziamento del genoma di accoppiare quei dati sanitari con le informazioni genetiche: mettere insieme i suggerimenti genetici di ciò che potrebbe accadere nella vita di qualcuno con ciò che accade realmente.

E per fare davvero progressi, abbiamo bisogno di più persone da sequenziare.

"Devi confrontare i genomi per imparare qualcosa", ha spiegato Lander, "forse tra dozzine o centinaia o migliaia di persone con una malattia o senza una malattia".

Questi sforzi stanno proseguendo a tutti i livelli della medicina e della ricerca, dai sistemi sanitari individuali all'industria fino a paesi, come l'Inghilterra, focalizzati sulla raccolta di informazioni genetiche dei loro cittadini.

Ho deciso di fornire le mie informazioni genetiche e mediche alla biobanca del sistema ospedaliero di Green, Partners HealthCare, a Boston. Ciò consente loro di esaminare sia i miei geni che le mie cartelle cliniche per scopi di ricerca.

Prima, però, ho dato un'occhiata al mio genoma.


Non includendo tutti, la scienza del genoma ha dei punti ciechi

La mancanza di diversità nei database genetici sta rendendo la medicina di precisione meno efficace per molte persone.

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Sono passati circa 20 anni da quando gli scienziati hanno svelato una bozza del genoma umano. Questo è tutto il DNA trovato in una cellula umana. Pensalo come un manuale di istruzioni genetiche per il corpo. Creare quella bozza è stato come un colpo di luna medico. Mantiene la promessa che i medici potrebbero presto essere in grado di esaminare il DNA di qualcuno e prescrivere le medicine giuste per la loro malattia. Potrebbero anche prevenire alcune malattie.

Questa promessa è nota come medicina di precisione. Ma deve ancora essere realizzato in modo diffuso.

I ricercatori stanno ottenendo indizi su alcune varianti del DNA legate a determinate condizioni. Alcune persone li hanno. Altri potrebbero non farlo. E gli scienziati hanno scoperto come alcune varianti influenzano il modo in cui i farmaci agiscono nel corpo. Ma molti di questi progressi hanno aiutato un solo gruppo: le persone i cui antenati provenivano dall'Europa. In altre parole, i bianchi.

Quello che è generalmente noto come genoma umano non rappresenta tutti, afferma Constance Hilliard. "Quello che abbiamo è essenzialmente un genoma europeo". Hilliard è uno storico evoluzionista. Lavora presso la University of North Texas a Denton. A meno che tutti i tuoi antenati non provengano dall'Europa, dice, quel genoma umano non può raccontare tutta la tua storia.

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Gran parte del lavoro sulla medicina di precisione si basa su studi di associazione sull'intero genoma. Sono conosciuti come GWAS. Questi sono per lo più basati su dati di persone bianche. Ma il problema non è il colore della pelle. Il problema è che quei dati non rappresentano l'intera gamma della diversità genetica umana.

Una persona può andare dal medico per fare il test del DNA. Potrebbero voler sapere se hanno ereditato una variante che potrebbe causare il cancro. Oppure potrebbero voler sapere se un determinato farmaco funzionerà per loro. Soprattutto se quella persona non è bianca, spesso viene lasciata con più domande che risposte. Non ci sono ancora dati sufficienti per trarre conclusioni utili. Questo è vero per gli afroamericani. Si applica anche alle persone di origine asiatica, nativa americana e delle isole del Pacifico. Ma questa situazione potrebbe cambiare se la genetica includesse un gruppo di persone più diversificato, concordano i ricercatori.

La soluzione di Hilliard è creare genomi di riferimento personalizzati per le popolazioni che affrontano esiti di salute peggiori. Più è specifico, meglio è.

Ad esempio, molti afroamericani discendono da persone schiavizzate. Hanno origini e storie diverse da quelle dei recenti immigrati africani. Quelle storie uniche possono lasciare dei segni nel loro DNA. E questo può fare la differenza nella loro salute oggi. Lo stesso vale per gli indigeni di varie parti del mondo. È vero anche per i latini del Messico contro i Caraibi o il Centro o il Sud America.

I ricercatori hanno compiuto sforzi per aumentare la diversità negli studi genetici. Ciò include la diversità geografica, sociale ed economica. Tuttavia, c'è ancora molta strada da fare. Come coinvolgere più persone di diversa estrazione nella ricerca genetica solleva questioni etiche spinose. Questi includono come trattare tutte le persone in modo equo ed equo.

Notizie scientifiche rivista ha cercato di coinvolgere i lettori in questa conversazione. Ha posto alcune domande ai lettori. Ognuno aveva visto un breve video di Hilliard che spiegava le sue opinioni.

Gli intervistati a questo sondaggio non scientifico hanno affermato che la ricerca genetica è importante per migliorare le cure mediche. Ma c'erano sentimenti contrastanti tra gli intervistati per lo più bianchi su come espandere questo a persone di molti background. Molti erano preoccupati che sottolineare le differenze genetiche potesse rafforzare i vecchi concetti di inferiorità e superiorità razziale.

Delphine Lee

Quando le origini contano

Hilliard ha un'ipotesi: la medicina di precisione ha maggiori probabilità di successo quando i ricercatori considerano le storie di gruppi che affrontano rischi diversi per determinati impatti sulla salute. Le popolazioni nere degli Stati Uniti sono uno di questi gruppi. Hanno tassi più elevati di malattie renali e ipertensione. Inoltre hanno maggiori probabilità di morire di alcuni tumori rispetto ad altri gruppi etnici.

Un esempio del perché questo è importante viene dal lavoro di Hilliard. Molti afroamericani discendono da persone schiavizzate. Muoiono a tassi più elevati rispetto ai bianchi a causa di alcuni tipi di cancro al seno e alla prostata. Hanno anche tassi più bassi di una malattia delle ossa fragili. È nota come osteoporosi (Os-tee-oh-por-OH-sis). Gli afroamericani hanno una variante di un gene che aiuta le loro cellule ad assorbire il calcio. Questa scoperta può aiutare a spiegare i bassi tassi di osteoporosi nelle donne nere.

Spiegatore: cosa sono i geni?

Ecco come potrebbe funzionare. La variante, nota come TRPV6, risale agli antenati di alcuni afroamericani. Questi sono altoparlanti Niger-Congo in Africa occidentale. In quella parte dell'Africa, la mosca tse-tse uccide il bestiame. Questo rende difficile l'allevamento del latte. Senza accesso ai latticini, le persone in genere consumavano da 200 a 400 milligrammi di calcio al giorno. L'ipotesi di Hilliard suggerisce che la versione che assorbe il calcio di TRPV6 aiuta i loro corpi a soddisfare le loro esigenze di calcio.

I medici possono presumere che le donne afroamericane abbiano le stesse esigenze di calcio delle donne di origine europea. Ciò li porterebbe a raccomandare a queste donne di aumentare l'assunzione di calcio. Ma c'è un problema. La versione di TRPV6 che assume più calcio può causare la rapida crescita di alcuni tumori. Quindi mangiare più calcio può accelerare la crescita del cancro al seno e alla prostata. Hilliard ha segnalato questo nel Journal of Cancer Research and Therapy nel 2018.

"Nessuno sta collegando i punti", dice Hilliard. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che la maggior parte della ricerca si è concentrata sulla versione europea di TRPV6.

Delphine Lee

Perché la genetica è così bianca?

Alcuni Notizie scientifiche i lettori hanno chiesto perché la ricerca genetica è diventata così bianca. E volevano sapere, cosa possiamo fare al riguardo?

Cominciamo con il Progetto Genoma Umano. Ha creato il genoma di riferimento umano. È una sorta di modello principale del corredo genetico umano.

Il genoma di riferimento non è il genoma di una persona. È un miscuglio di DNA di oltre 60 persone. Molti pensano che il genoma di riferimento sia per lo più bianco. Ma non lo è, sottolinea Valerie Schneider. È una scienziata dello staff presso la National Library of Medicine di Bethesda, Md. È anche membro del Genome Reference Consortium. Questo è il gruppo incaricato di mantenere il genoma di riferimento.

Circa il 70 percento del DNA nel riferimento proveniva da un uomo. Circa la metà del suo DNA è stato ereditato da antenati africani. L'altra metà proveniva da antenati europei. Altre 10 persone insieme hanno donato il 23 percento del DNA del riferimento. Una di quelle persone era dell'Asia orientale. E altre 50 persone hanno fornito collettivamente il restante 7% del DNA. La loro eredità non è nota.

Gli umani hanno tutti fondamentalmente lo stesso DNA. Due persone qualsiasi sono geneticamente identiche al 99,9 per cento. Ecco perché avere un genoma di riferimento ha senso. Ma c'è una differenza dello 0,1 percento tra le persone. Ciò riflette tutte le variazioni ortografiche, gli errori di battitura, gli inserimenti e le cancellazioni disseminati nel manuale di istruzioni umano. Queste differenze contribuiscono alla salute e alle malattie.

Gran parte di ciò che si sa su come tali differenze influiscano sulla salute proviene dalla ricerca GWAS. In tali studi, gli scienziati iniziano con il DNA di persone con determinate malattie. Quindi lo confrontano con il DNA di persone senza la malattia. L'obiettivo è trovare varianti comuni che potrebbero spiegare perché una persona potrebbe contrarre quella malattia mentre un'altra no.

A partire dal 2019, il 78,4% delle persone che hanno partecipato al GWAS aveva antenati europei. Uno dei motivi per cui i volontari per gli studi sono per lo più bianchi, dice Sam Oh, è che la maggior parte della ricerca finanziata dal National Institutes of Health degli Stati Uniti è condotta da scienziati che si identificano come bianchi. Oh è un epidemiologo. Lavora presso l'Università della California, San Francisco. I ricercatori neri e ispanici insieme ottengono solo il 6% circa delle borse di ricerca.

Il cambiamento è lento

Gran parte del DNA nei database genetici utilizzati per sviluppare la medicina di precisione proviene principalmente da persone di origine europea. Un confronto del 2009 con il 2016 mostra che c'è stato un leggero miglioramento. Nel 2019, l'ascendenza europea era scesa al 78,4% del DNA.

Antenati di individui in studi di associazione sull'intero genoma

T. Tibbitts

T. Tibbitts
Zoomando su "altro" dai dati sopra

T. Tibbitts

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"In genere, i partecipanti che sono più facili da reclutare sono persone che assomigliano agli scienziati stessi". Quando le persone condividono una lingua o una cultura simile, dice, "è più facile stabilire un rapporto. E potresti già avere incursioni nelle comunità che stai cercando di reclutare".

Delphine Lee

Che cos'è la diversità nella genetica?

Convincere le persone di tutto il mondo a partecipare alla ricerca genetica potrebbe sembrare il modo per aumentare la diversità. Ma non funzionerà, dice Hilliard. Se vuoi davvero la diversità genetica, sostiene, guarda all'Africa.

Gli esseri umani sono originari dell'Africa. Il continente ospita le persone geneticamente più diverse al mondo. Gli antenati di europei, asiatici, nativi americani e isolani del Pacifico portavano solo una parte di quella diversità quando lasciarono l'Africa. Quindi, il sequenziamento dei loro genomi non catturerà l'intera gamma di varianti, sostiene.

Ecco perché raccomanda di creare genomi di riferimento separati o strumenti simili per gruppi distinti di persone. Questi strumenti potrebbero aiutare con problemi di salute che possono essere collegati alla loro particolare ascendenza genetica.

Alcuni paesi hanno già avviato tali sforzi. La Cina ha compilato un genoma di riferimento per i cinesi Han. È il gruppo etnico più numeroso del mondo. E una recente analisi indica che questo gruppo può essere diviso in sei sottogruppi. Provengono da diverse parti della Cina. Questo progetto sul genoma sta anche raccogliendo dati su nove minoranze etniche in Cina. Anche Danimarca, Giappone e Corea del Sud stanno creando genomi di riferimento specifici per paese. E stanno catalogando le varianti genetiche che potrebbero contribuire ai problemi di salute che le loro popolazioni devono affrontare.

Se questo approccio migliorerà effettivamente l'assistenza medica rimane sconosciuto.

Le persone spesso hanno l'idea che i gruppi umani esistano come popolazioni distinte e isolate, dice Alice Popejoy. "Ma noi, come specie umana, ci siamo davvero spostati, mescolati e mescolati per centinaia di migliaia di anni", dice. Popejoy, genetista della salute pubblica e biologo computazionale, lavora alla Stanford University in California.

"Diventa molto complicato", dice, "quando inizi a parlare di genomi di riferimento diversi per gruppi diversi". Non ci sono linee di demarcazione facili. Anche se fossero costruiti genomi di riferimento separati, non è chiaro come un medico deciderebbe quale si applicherebbe a un paziente.

L'espansione dei database del DNA per includere un più ampio mix di persone potrebbe rivelare più varianti rilevanti per alcune malattie comuni. Delphine Lee

Maggiore discriminazione?

Un grande svantaggio della proposta di Hilliard potrebbe essere sociale, non scientifico. Molte persone che hanno preso il Notizie scientifiche sondaggio ha espresso una preoccupazione simile. Temono che anche scienziati ben intenzionati possano fare ricerche che in qualche modo aumentino i pregiudizi e la discriminazione verso determinati gruppi. Come ha affermato un lettore, "Il timore è che qualsiasi differenza trovata venga sfruttata da coloro che vogliono denigrare gli altri".

In effetti, la Cina è stata presa di mira per aver utilizzato il DNA per identificare i membri del gruppo etnico musulmano uiguro (WE-gur). La sua gente è stata scelta per la sorveglianza dal governo cinese. Ha persino inviato alcuni uiguri nei "campi di rieducazione".

Le persone hanno bisogno di una migliore comprensione di cosa significhi quando i genetisti parlano di diversità umana, afferma Charles Rotimi. È un genetista presso il National Human Genome Research Institute, o NHGRI. È a Bethesda, Md. Tutte le persone sono fondamentalmente uguali, geneticamente. Ma il genoma umano è in grado di adattarsi a diversi ambienti. Ecco perché le persone possono portare le firme di alcuni dei luoghi in cui si stabilirono i loro antenati. "Dobbiamo capire", dice, "come questo ha influenzato la nostra biologia e la nostra storia".

E gli scienziati moderni, anche se non sono stati coinvolti, devono riconoscere la discriminazione in passato, afferma Lawrence Brody. È direttore di Genomics and Society presso NHGRI. Un esempio è il famigerato esperimento di Tuskegee. Gli uomini afroamericani con la sifilide non hanno ricevuto cure che avrebbero potuto curare l'infezione.

"Vogliamo che i frutti della ricerca genetica siano condivisi da tutti", afferma Brody. “La questione etica è assicurarti di farlo.”

Delphine Lee

Priorità diverse

Tuttavia, alcuni gruppi minoritari si stanno allontanando dagli studi genetici. Lo stanno facendo anche se gli scienziati cercano di reclutarli per tale ricerca. Promettere che le comunità che donano il proprio DNA un giorno ne trarranno vantaggio può essere difficile da vendere.

"Stiamo dicendo a queste comunità che questo ridurrà le disparità sanitarie", afferma Keolu Fox. Questo genetista umano è un nativo hawaiano. Lavora presso l'Università della California, San Diego. Finora, dice, la medicina di precisione non ha aiutato a ridurre le malattie complesse. Ciò è particolarmente vero nelle comunità di colore, dice.

Questo perché “abbiamo un vero problema di infrastrutture di base in questo Paese. Sessanta milioni di persone non hanno assistenza sanitaria. Abbiamo persone nelle riserve [native americane] che non hanno accesso all'acqua pulita". Alcuni non hanno Internet. È necessario migliorare le infrastrutture e l'accesso all'assistenza sanitaria. Questo farebbe molto di più per cancellare le disparità di salute, dice, di quanto potrebbe fare qualsiasi progetto di genetica in questo momento.

Krystal Tsosie è membro della Navajo (Diné). Genetista, lavora alla Vanderbilt University di Nashville, Tennessee. Tsosie è anche cofondatrice del Native Biodata Consortium. "Molte persone chiedono: 'Come facciamo a convincere gli indigeni a impegnarsi con la genomica?'" Invece, dice, i ricercatori dovrebbero chiedersi come proteggere le tribù se scelgono di impegnarsi nella ricerca genetica.

Cosa vorresti dire agli scienziati che lavorano in questo campo? Invia i tuoi pensieri a [email protected]

E i problemi di privacy diventano un grosso problema per i piccoli gruppi. Le 574 nazioni tribali native americane riconosciute negli Stati Uniti sono gruppi così piccoli. Così sono gruppi religiosi o culturali isolati, come gli Amish. Se un membro di un gruppo decide di donare il proprio DNA a un progetto di genetica, la sua identità può essere rivelata. E quella sottomissione può dipingere un ritratto genetico di ogni membro del loro piccolo gruppo. Tali decisioni non dovrebbero essere lasciate nelle mani degli individui, sostiene Tsosie. Dovrebbe essere una decisione della comunità.

Hilliard pensa che la resistenza delle persone a prendere parte alla ricerca genetica sia qualcosa di più della paura di essere individuati. È il risultato di essere stato sperimentato e poi vedere le scoperte mediche di quegli studi a beneficio solo dei bianchi.

"I ricercatori medici devono solo realizzare qualcosa che avvantaggia qualcuno che non sia europeo", afferma.

Questo progetto su etica e scienza è stato sostenuto dalla Fondazione Kavli.

Parole Potenti

pregiudizio: La tendenza a mantenere una particolare prospettiva o preferenza che favorisce qualche cosa, qualche gruppo o qualche scelta. Gli scienziati spesso "cieco" i soggetti sui dettagli di un test (non dire loro di cosa si tratta) in modo che i loro pregiudizi non influiscano sui risultati.

biologia: Lo studio degli esseri viventi. Gli scienziati che li studiano sono conosciuti come biologi.

pressione sanguigna: La forza esercitata contro le pareti dei vasi dal sangue che si muove attraverso il corpo. Di solito questa pressione si riferisce al sangue che si muove specificamente attraverso le arterie del corpo. Questa pressione consente al sangue di circolare nella nostra testa e mantiene il fluido in movimento in modo che possa fornire ossigeno a tutti i tessuti. La pressione sanguigna può variare in base all'attività fisica e alla posizione del corpo. L'ipertensione può mettere qualcuno a rischio di attacchi di cuore o ictus. La pressione sanguigna bassa può lasciare le persone vertigini o svenire, poiché la pressione diventa troppo bassa per fornire abbastanza sangue al cervello.

calcio: Un elemento chimico comune nei minerali della crosta terrestre e nel sale marino. Si trova anche nel minerale osseo e nei denti e può svolgere un ruolo nel movimento di determinate sostanze dentro e fuori le cellule.

cancro: Una delle oltre 100 diverse malattie, ciascuna caratterizzata dalla crescita rapida e incontrollata di cellule anormali. Lo sviluppo e la crescita dei tumori, noti anche come tumori maligni, possono portare a tumori, dolore e morte.

caraibico: Il nome di un mare che va dall'Oceano Atlantico a est al Messico e alle nazioni centroamericane a ovest, e dalle coste meridionali di Cuba, Repubblica Dominicana e Porto Rico fino alle coste settentrionali del Venezuela e del Brasile. Il termine è anche usato per riferirsi alla cultura delle nazioni che confinano o sono isole nel mare.

cellula: La più piccola unità strutturale e funzionale di un organismo. Tipicamente troppo piccolo per essere visto ad occhio nudo, è costituito da un fluido acquoso circondato da una membrana o da un muro. A seconda delle loro dimensioni, gli animali sono composti da migliaia a trilioni di cellule. La maggior parte degli organismi, come lieviti, muffe, batteri e alcune alghe, è composta da una sola cellula.

computazionale: Aggettivo riferito a un processo che si basa sulle analisi di un computer.

consorzio: Un gruppo o un'associazione di organizzazioni indipendenti.

continente: (in geologia) Le enormi masse di terra che si trovano sulle placche tettoniche. Nei tempi moderni, ci sono sei continenti geologici stabiliti: Nord America, Sud America, Eurasia, Africa, Australia e Antartide. Nel 2017, gli scienziati hanno anche sostenuto un altro caso: Zealandia.

nucleo: Qualcosa, di solito di forma rotonda, al centro di un oggetto.

cultura: (n. nelle scienze sociali) La somma dei comportamenti tipici e delle pratiche sociali di un gruppo di persone correlate (come una tribù o una nazione). La loro cultura include le loro credenze, valori e simboli che accettano e/o usano. La cultura si trasmette di generazione in generazione attraverso l'apprendimento. Gli scienziati una volta pensavano che la cultura fosse esclusiva degli umani. Ora riconoscono che anche altri animali mostrano segni di cultura, inclusi delfini e primati.

latticini: Contiene latte o ha a che fare con il latte. O un edificio o un'azienda in cui il latte viene preparato per la distribuzione e la vendita.

cancellazione: (v.cancellare) Il processo di rimozione di alcune parti o dettagli specifici o un riferimento alle cose che sono state rimosse.

dieta: (n.) Gli alimenti ei liquidi ingeriti da un animale per fornire il nutrimento di cui ha bisogno per crescere e mantenersi in salute. (v.) Adottare uno specifico piano di assunzione di cibo. Le persone possono adottare una dieta specifica per motivi religiosi o etici, per affrontare le allergie alimentari, per controllare il proprio peso corporeo o per controllare una malattia come l'ipertensione o il diabete.

discriminazione: (nelle scienze sociali) Un atteggiamento di pregiudizio di nuovo su persone o cose basato su un pregiudizio su uno o più dei loro attributi (come razza, sesso, religione o età). Non si basa sulle azioni di un individuo, ma si basa invece su aspettative ancora infondate che vengono applicate ampiamente a un intero gruppo.

diversità: Un ampio spettro di oggetti, idee o persone simili. In un contesto sociale, può riferirsi a una diversità di esperienze e background culturali. (in biologia) Una gamma di diverse forme di vita.

DNA: (abbreviazione di acido desossiribonucleico) Una lunga molecola a doppio filamento ea forma di spirale all'interno della maggior parte delle cellule viventi che trasporta istruzioni genetiche. È costruito su una spina dorsale di fosforo, ossigeno e atomi di carbonio. In tutti gli esseri viventi, dalle piante e animali ai microbi, queste istruzioni dicono alle cellule quali molecole produrre.

etica: (agg. etico) Un codice di condotta per il modo in cui le persone interagiscono con gli altri e il loro ambiente. Per essere etiche, le persone dovrebbero trattare gli altri in modo equo, evitare l'inganno o la disonestà in qualsiasi forma ed evitare di prendere o utilizzare più della loro giusta quota di risorse (il che significa evitare l'avidità). Inoltre, un comportamento etico non metterebbe a rischio gli altri senza avvisare preventivamente le persone dei pericoli e far sì che scelgano di accettare i potenziali rischi. Gli esperti che lavorano in questo campo sono conosciuti come etici.

evolutivo: Un aggettivo che si riferisce ai cambiamenti che si verificano all'interno di una specie nel tempo mentre si adatta al suo ambiente. Tali cambiamenti evolutivi di solito riflettono la variazione genetica e la selezione naturale, che lasciano un nuovo tipo di organismo più adatto al suo ambiente rispetto ai suoi antenati. Il tipo più recente non è necessariamente più "avanzato", solo meglio adattato alle condizioni in cui si è sviluppato.

messa a fuoco: (nel comportamento) Guardare o concentrarsi intensamente su un punto o una cosa particolare.

gene: (agg. genetico) Un segmento di DNA che codifica, o contiene istruzioni, per la produzione di una proteina da parte di una cellula. La prole eredita i geni dai genitori. I geni influenzano l'aspetto e il comportamento di un organismo.

diversità genetica: La gamma di tipi di geni — e tratti — all'interno di una popolazione.

genoma: L'insieme completo di geni o materiale genetico in una cellula o in un organismo. Lo studio di questo patrimonio genetico ospitato all'interno delle cellule è noto come genomica.

ipotesi: (v. ipotizzare) Una spiegazione proposta per un fenomeno. Nella scienza, un'ipotesi è un'idea che deve essere rigorosamente verificata prima di essere accettata o respinta.

immigrato: (v. immigrazione) Qualcuno che lascia la nazione di nascita per vivere in un altro paese. Il termine può anche essere applicato in modo approssimativo a una specie che si muove ben oltre il suo areale.

indigeno: Originario di alcune regioni. (in antropologia) Un aggettivo usato per descrivere le persone che hanno vissuto per eoni in una regione, sviluppando una cultura che riflette le risorse, il clima e gli ecosistemi di quel luogo.

infezione: Una malattia che può diffondersi da un organismo all'altro. Di solito è causato da qualche tipo di germe.

infrastruttura: La struttura sottostante di un sistema. Il termine di solito si riferisce alle strutture e alle strutture fisiche di base da cui dipende una società. Questi includono strade, ponti, fognature, forniture di acqua potabile, reti elettriche e sistemi telefonici.

rene: Ciascuno in una coppia di organi nei mammiferi che filtra il sangue e produce l'urina.

Nativi americani: Popoli tribali che si stabilirono in Nord America. Negli Stati Uniti, sono anche conosciuti come indiani. In Canada tendono ad essere chiamate Prime Nazioni.

fusione nucleare: Il processo di forzare insieme i nuclei degli atomi. Questa fusione è il fenomeno che alimenta il sole e le altre stelle, producendo calore e forgiando la creazione di nuovi elementi più grandi.

osteoporosi: Una malattia in cui le ossa diventano deboli, fragili e a rischio di rottura.

medicina personalizzata: trattamento medico (compresi nuovi farmaci o altre terapie) che è stato scelto o sviluppato per soddisfare le esigenze particolari di un individuo, in base ai geni, all'anamnesi, ai comportamenti, al sesso o a più tratti di quella persona. Nasce dall'idea che le persone sono diverse, quindi "una taglia non riempie tutto".

medicina di precisione: Conosciuto anche come medicina personale, è un campo emergente dell'assistenza sanitaria che basa le decisioni sulla prevenzione e il trattamento delle malattie sulle informazioni sull'individuo. Ciò includerà non solo il loro DNA, ma anche i comportamenti, la dieta e l'ambiente di quella persona.

pressione: Forza applicata uniformemente su una superficie, misurata come forza per unità di area.

gamma: La piena estensione o distribuzione di qualcosa. Ad esempio, l'areale di una pianta o di un animale è l'area su cui esiste naturalmente. (in matematica o per misurazioni) La misura in cui è possibile la variazione dei valori. Inoltre, la distanza entro la quale qualcosa può essere raggiunto o percepito.

rapporto: (Rah-POAR) Un senso di vicinanza e fiducia generale tra persone o gruppi che deriva dal parlare di problemi, condividere sentimenti e mostrare rispetto per le idee degli altri.

reclutare: (sostantivo) Nuovo membro di un gruppo o di un processo umano. (verbo) Per iscrivere un nuovo membro a una sperimentazione di ricerca. Alcuni possono ricevere denaro o altri compensi per la loro partecipazione, in particolare se entrano sani nel processo.

sequenziamento: Tecnologie che determinano l'ordine dei nucleotidi o delle lettere in una molecola di DNA che spiegano i tratti di un organismo.

sociale: (agg.) Relativo a raduni di persone un termine per animali (o persone) che preferiscono esistere in gruppi. (sostantivo) Un raduno di persone, ad esempio coloro che appartengono a un club o un'altra organizzazione, allo scopo di godersi la reciproca compagnia.

società: Un gruppo integrato di persone o animali che generalmente cooperano e si sostengono a vicenda per il bene comune di tutti.

specie: Un gruppo di organismi simili in grado di produrre prole in grado di sopravvivere e riprodursi.

sterzare: Per guidare il movimento di qualcosa (un veicolo, una persona o un'idea) in una certa direzione.

sorveglianza: Un termine per osservare o tenere traccia del comportamento degli altri, di solito in modo furtivo o a distanza.

indagine: Per visualizzare, esaminare, misurare o valutare qualcosa, spesso terreni o ampi aspetti di un paesaggio. (con le persone) Fare domande che raccolgono dati su opinioni, pratiche (come abitudini alimentari o del sonno), conoscenze o abilità di un'ampia gamma di persone. I ricercatori selezionano il numero e il tipo di persone interrogate nella speranza che le risposte fornite da questi individui siano rappresentative di altri che hanno la loro età, appartengono allo stesso gruppo etnico o vivono nella stessa regione. (n.) L'elenco delle domande che verranno proposte per raccogliere quei dati.

terapia: (agg. terapeutico) Trattamento inteso ad alleviare o guarire un disturbo.

unico: Qualcosa che è diverso da qualsiasi altra cosa, unico nel suo genere.

variante: Una versione di qualcosa che può presentarsi in forme diverse. (in biologia) Membri di una specie che possiedono alcune caratteristiche (dimensioni, colorazione o durata della vita, per esempio) che li rendono distinti. (in genetica) Un gene con una leggera mutazione che potrebbe aver lasciato la sua specie ospite in qualche modo più adattata al suo ambiente.

Citazioni

Diario:​ A. Choudhury et al. I genomi africani ad alta profondità informano la migrazione umana e la salute. Natura. vol. 586, 28 ottobre 2020, pag. 741. doi: 10.1038/s41586-020-2859-7.

Diario:​ G. Sirugo, S.M. Williams e S.A. Tishkoff. La diversità mancante negli studi genetici umani. Cellula. vol. 177, 21 marzo 2019, pag. 26. doi: 10.1016/j.cell.2019.02.048.

Diario:​ C. Hilliard. Il modello ecologico collega il proto-oncogene all'elevata incidenza di tumori metastatici negli afroamericani. Journal of Cancer Research and Therapy. vol. 6, settembre 2018, pag. 37. doi: 10.14312/2052-4994.2018-6.

Diario:​ A.B. Popejoy e S.M. Fullerton. La genomica sta fallendo sulla diversità. Natura. vol. 538, 13 ottobre 2016, pag. 161. doi: 10.1038/538161a.

Diario:​ K. Volpe. L'illusione dell'inclusione - Il programma di ricerca "All of Us" e il DNA dei popoli indigeni. Il New England Journal of Medicine. vol. 383, 30 luglio 2020, pag. 411. doi: 10.1056/NEJMp1915987.

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A proposito di Tina Hesman Saey

Tina Hesman Saey è la scrittrice senior dello staff e riferisce sulla biologia molecolare. Ha un dottorato di ricerca. in genetica molecolare presso la Washington University di St. Louis e un master in giornalismo scientifico presso la Boston University.

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Svelati i segreti genetici per la rigenerazione di tutto il corpo

Quando si tratta di rigenerazione, alcuni animali sono capaci di imprese sorprendenti. Se tagli la gamba di una salamandra, ricrescerà. Quando sono minacciati, alcuni gechi lasciano cadere la coda per distrarre il loro predatore, solo per farli ricrescere in seguito.

Altri animali portano il processo ancora oltre. Vermi planari, meduse e anemoni di mare possono effettivamente rigenerare i loro corpi dopo essere stati tagliati a metà.

Guidato dall'assistente professore di biologia organica ed evolutiva Mansi Srivastava, un team di ricercatori sta gettando nuova luce su come gli animali riescono a portare a termine l'impresa, scoprendo una serie di interruttori del DNA che sembrano controllare i geni per la rigenerazione di tutto il corpo. Lo studio è descritto in un articolo del 15 marzo su Science.

Usando vermi pantera a tre bande per testare il processo, Srivastava e Andrew Gehrke, un borsista post-dottorato che lavora nel suo laboratorio, hanno scoperto che una sezione di DNA non codificante controlla l'attivazione di un "gene di controllo principale" chiamato risposta di crescita precoce, o EGR. Una volta attivo, l'EGR controlla una serie di altri processi attivando o disattivando altri geni.

"Quello che abbiamo scoperto è che questo gene master si accende [e attiva] i geni che si accendono durante la rigenerazione", ha detto Gehrke. "Fondamentalmente, quello che sta succedendo è che le regioni non codificanti stanno dicendo alle regioni codificanti di accendersi o spegnersi, quindi un buon modo per pensarlo è come se fossero interruttori".

Perché quel processo funzioni, ha detto Gehrke, il DNA nelle cellule dei vermi, che normalmente è strettamente piegato e compattato, deve cambiare, rendendo disponibili nuove aree per l'attivazione.

"Molte di quelle parti molto fitte del genoma in realtà diventano fisicamente più aperte", ha detto, "perché ci sono interruttori regolatori che devono attivare o disattivare i geni. Quindi una delle grandi scoperte in questo articolo è che il genoma è molto dinamico e cambia davvero durante la rigenerazione poiché le diverse parti si aprono e si chiudono».

Prima che Gehrke e Srivastava potessero comprendere la natura dinamica del genoma del verme, hanno dovuto assemblare la sua sequenza, un'impresa non semplice in sé.

"Questa è una parte importante di questo documento", ha detto Srivastava. “Stiamo rilasciando il genoma di questa specie, che è importante perché è il primo di questo phylum. Fino ad ora non era disponibile una sequenza completa del genoma”.

Un verme pantera a tre bande esegue la rigenerazione di tutto il corpo. Video di Mansi Srivastava e Andrew R. Gehrke

È anche degno di nota, ha aggiunto, perché il verme pantera a tre bande rappresenta un nuovo sistema modello per studiare la rigenerazione.

"Il lavoro precedente su altre specie ci ha aiutato a imparare molte cose sulla rigenerazione", ha detto. "Ma ci sono alcuni motivi per lavorare con questi nuovi worm". Per prima cosa, sono in un'importante posizione filogenetica. "Quindi il modo in cui sono collegati ad altri animali ... ci consente di fare affermazioni sull'evoluzione". L'altro motivo, ha detto, è: "Sono davvero ottimi topi da laboratorio. Li ho raccolti sul campo alle Bermuda un certo numero di anni fa durante il mio post-dottorato, e da quando li abbiamo portati in laboratorio sono suscettibili di molti più strumenti rispetto ad altri sistemi".

Mentre quegli strumenti possono dimostrare la natura dinamica del genoma durante la rigenerazione - Gehrke è stato in grado di identificare fino a 18.000 regioni che cambiano - ciò che è importante, ha detto Srivastava, è quanto significato è stato in grado di trarre dal loro studio. Ha detto che i risultati mostrano che l'EGR agisce come un interruttore di alimentazione per la rigenerazione: una volta acceso, possono aver luogo altri processi, ma senza di esso non succede nulla.

"Siamo stati in grado di ridurre l'attività di questo gene e abbiamo scoperto che se non si dispone dell'EGR, non succede nulla", ha detto Srivastava. “Gli animali non possono rigenerarsi. Tutti quei geni a valle non si accendono, quindi gli altri interruttori non funzionano e l'intera casa si oscura, in pratica".

Sebbene lo studio riveli nuove informazioni su come funziona il processo nei vermi, può anche aiutare a spiegare perché non funziona negli esseri umani.

"Si scopre che l'EGR, il gene master e gli altri geni che vengono attivati ​​e disattivati ​​a valle sono presenti in altre specie, inclusi gli esseri umani", ha detto Gehrke.

"Il motivo per cui abbiamo chiamato questo gene nei vermi EGR è perché quando guardi la sua sequenza, è simile a un gene che è già stato studiato nell'uomo e in altri animali", ha detto Srivastava. "Se hai cellule umane in un piatto e le stressi, che sia meccanicamente o che ci metti delle tossine, esprimeranno immediatamente l'EGR".

La domanda è, Srivastava ha detto: "Se gli esseri umani possono attivare l'EGR, e non solo attivarlo, ma farlo quando le nostre cellule sono ferite, perché non possiamo rigenerarci? La risposta potrebbe essere che se EGR è l'interruttore di alimentazione, pensiamo che il cablaggio sia diverso. Ciò di cui parla l'EGR nelle cellule umane può essere diverso da quello con cui parla nel verme pantera a tre bande, e ciò che Andrew ha fatto con questo studio è trovare un modo per arrivare a questo cablaggio. Quindi vogliamo capire quali sono queste connessioni e quindi applicarle ad altri animali, compresi i vertebrati che possono eseguire solo una rigenerazione più limitata".

Andando avanti, Srivastava e Gehrke hanno affermato di sperare di indagare se gli interruttori genetici attivati ​​durante la rigenerazione sono gli stessi utilizzati durante lo sviluppo e di continuare a lavorare per comprendere meglio la natura dinamica del genoma.

Mansi Srivastava e Andrew Gehrke con campioni in laboratorio. Kris Snibbe/fotografo personale di Harvard

"Ora che sappiamo quali sono gli interruttori per la rigenerazione, stiamo esaminando gli interruttori coinvolti nello sviluppo e se sono gli stessi", ha affermato Srivastava. "Rifai lo sviluppo da capo o è coinvolto un processo diverso?"

Il team sta anche lavorando per comprendere i modi precisi in cui l'EGR e altri geni attivano il processo di rigenerazione, sia per i vermi pantera a tre bande che per altre specie.

Alla fine, hanno affermato Srivastava e Gehrke, lo studio evidenzia il valore della comprensione non solo del genoma, ma di tutto il genoma, sia le parti non codificanti che quelle codificanti.

"Solo il 2% circa del genoma produce cose come le proteine", ha detto Gehrke. “Volevamo sapere: cosa fa l'altro 98 percento del genoma durante la rigenerazione di tutto il corpo? Le persone sanno da tempo che molti cambiamenti del DNA che causano la malattia si trovano in regioni non codificanti... ma è stato sottovalutato per un processo come la rigenerazione di tutto il corpo.

"Penso che abbiamo appena scalfito la superficie", ha continuato. “Abbiamo esaminato alcuni di questi interruttori, ma c'è un altro aspetto di come il genoma interagisce su scala più ampia, non solo il modo in cui i pezzi si aprono e si chiudono. E tutto ciò è importante per attivare e disattivare i geni, quindi penso che ci siano più livelli di questa natura normativa".

"È una domanda molto naturale guardare il mondo naturale e pensare, se un geco può farlo, perché io no?" Srivastava ha detto. "Ci sono molte specie che possono rigenerarsi e altre che non possono, ma risulta che se si confrontano i genomi di tutti gli animali, la maggior parte dei geni che abbiamo sono anche nel verme pantera a tre bande ... quindi pensiamo che alcuni di queste risposte probabilmente non verrà dalla presenza o meno di determinati geni, ma da come sono collegati o collegati in rete insieme, e quella risposta può venire solo dalla parte non codificante del genoma.

Pubblicazione: “Acoel genome rivela il panorama normativo della rigenerazione di tutto il corpo” Science (2019).

Questa ricerca è stata supportata con finanziamenti dal Milton Fund dell'Università di Harvard, dal Searle Scholars Program, dalla Smith Family Foundation, dalla National Science Foundation, dalla Helen Hay Whitney Foundation, dallo Human Frontier Science Program, dal National Institutes of Health, dal Biomedical Big Programma di formazione presso l'UC Berkeley, la Marthella Foskett Brown Chair in Biological Sciences e l'Howard Hughes Medical Institute.


Quali dati del DNA dei consumatori possono e non possono dirti sul tuo rischio per determinate malattie

RISCHI ED INDOVINELLI Ora che Lara Diamond ha avuto una diagnosi di cancro, consiglia agli altri come gestire le informazioni sulla salute personale scoperte nei test genetici.

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I risultati di Family Tree DNA, una società di test genetici, hanno aiutato Lara Diamond a trovare un ramo della sua famiglia che pensava fosse stato perso nell'Olocausto. Quei risultati del 2012 hanno portato dozzine di nuove persone nella sua vita.

Desideroso di trovare più parenti, Diamond, ora 42enne, genealogista professionista a Baltimora, ha deciso di provare tutte le aziende che offrono test genealogici del DNA per vedere cos'altro potrebbe imparare. I risultati di uno di questi, 23andMe, l'hanno colpita con un tipo completamente diverso di conoscenza che cambia la vita: un alto rischio di cancro al seno.

Sfogliando i rapporti sulla salute e sui tratti forniti dall'azienda, Diamond ha raggiunto i rapporti bloccati, che contengono informazioni sulle varianti genetiche che aumentano il rischio di sviluppare il cancro al seno, il morbo di Alzheimer o il Parkinson. I clienti devono scegliere di "sbloccare" tali informazioni poiché possono portare notizie sconvolgenti.

Diamond considerò la sua storia familiare. "Poiché abbiamo l'Alzheimer e il Parkinson nella mia famiglia, ho detto: 'Ok, ci penserò'. Ma non abbiamo il cancro al seno, quindi aprirò questo BRCA cosa", dice, riferendosi alla famiglia di geni legati al cancro al seno.

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Con sua sorpresa, Diamond ha scoperto di avere una variante nel suo DNA che altera un amminoacido nella proteina BRCA2, mettendola ad alto rischio per la malattia. “Una piccola stupida mutazione. Un amminoacido. E cambia tutta la tua vita.”

La mattina dopo ha chiamato il suo medico, che l'ha mandata da un consulente genetico. Il consulente ha ordinato un test di conferma del DNA da un laboratorio certificato per eseguire test diagnostici medici. Diamond ha anche ottenuto una mammografia, una risonanza magnetica, un'ecografia e un'analisi del sangue per lo screening dei tumori al seno, alle ovaie e al pancreas, perché la sua variante aumenta il rischio per tutti e tre. La risonanza magnetica ha rivelato una minuscola macchia di cancro nel profondo del seno, troppo piccola per essere rilevata dalla mammografia. Ha deciso di fare una doppia mastectomia.

I test genetici diventano mainstream

Questa funzione fa parte di una serie in più parti sui test genetici dei consumatori. Guarda tutta la serie.

I suoi medici la stanno esortando a farsi rimuovere anche le ovaie e le tube di Falloppio, per scongiurare il cancro alle ovaie. "Non sono ancora pronto per farlo", dice Diamond.

Diamond era principalmente interessata a ciò che i suoi geni potevano rivelare sulla sua storia familiare, non alle informazioni sulla salute in loro possesso. Ma milioni di clienti di test genetici vogliono conoscere il loro futuro medico. Anche se la maggior parte delle aziende di test genetici di consumo raccolgono dati su migliaia di varianti genetiche che possono avere un impatto sulla salute, aziende come 23andMe sono autorizzate a fornire solo informazioni limitate sui rischi genetici per la salute. I rapporti delle aziende si concentrano principalmente sull'ascendenza o sui tratti fisici di base (SN: 26/05/18, pag. 20).

Quindi il mercato ha escogitato una soluzione: i consumatori che vogliono conoscere i loro rischi per il diabete o diverse altre malattie possono rivolgersi a servizi di terze parti per analizzare i risultati grezzi del DNA generati dalle società di test. Una nuova ricerca suggerisce, tuttavia, che alcune delle risposte che le persone trovano attraverso questi servizi di terze parti sono sbagliate e potrebbero impedire alle persone di ascoltare i loro medici o consulenti genetici. Cioè, se la persona si preoccupa di andare a vederne uno.

Il mercato risponde

Diamond ha ottenuto i suoi risultati relativi alla salute nel 2013, poco prima che la Food and Drug Administration degli Stati Uniti dicesse a 23andMe di smettere di fornire informazioni sulla salute dei consumatori. L'azienda ha dovuto dimostrare alla FDA che le informazioni fornite sono accurate e comunicate in modo facile da capire. Nel 2017, 23andMe ha ottenuto l'approvazione per aggiungere lentamente i rapporti per determinate condizioni di salute.

Più di recente, a marzo, la FDA ha concesso all'azienda l'approvazione per dire ai clienti se hanno una delle tre varianti genetiche nel BRCA1 e BRCA2 geni. Queste tre varianti sono responsabili di circa il 74% dei tumori al seno ereditari tra le persone di origine ebraica ashkenazita. Meno dello 0,1 percento delle persone di altre etnie porta queste varianti.

Offrire informazioni solo su tre varianti, quando ce ne sono migliaia nei due geni che aumentano il rischio di cancro al seno e alle ovaie - così come melanoma, cancro alla prostata e al pancreas - è problematico, affermano gli operatori sanitari, i gruppi di difesa del cancro al seno e altri.

Una piccola stupida mutazione. Un amminoacido. E ti cambia tutta la vita.

Con solo un elenco parziale di varianti chiamato, i partecipanti al test che non portano una di quelle varianti possono interpretare erroneamente i risultati, preoccupa Lisa Schlager, vicepresidente degli affari della comunità e delle politiche pubbliche per FORCE, un gruppo di informazioni e supporto sul cancro al seno ereditario.

Le persone che non portano una delle varianti possono dire: "Non ho un rischio genetico che mi predisponga al cancro. Sono al sicuro", dice Schlager. “Ma questo non è assolutamente corretto, sei negativo solo per tre su migliaia di possibili mutazioni. Quindi la nostra preoccupazione è che il pubblico non capisca i limiti”.

Eppure Schlager e altri ammettono che consentire a società come 23andMe di fornire informazioni approvate dalla FDA e spiegare i risultati, per quanto incompleti, potrebbe essere il minore dei due mali.

"C'è una sorta di malavita in corso da quando la FDA ha impedito a 23andMe di interpretare questi risultati e di darli alle persone", afferma Schlager. Per una piccola tassa, i servizi di analisi di terze parti sono desiderosi di offrire l'interpretazione che le società di test scelgono di non fornire o non sono autorizzate a fornire secondo le regole della FDA. Questi servizi includono Promethease, uno dei primi attori nel mercato dell'analisi dei dati grezzi dei consumatori, insieme a Genetic Genie, LiveWello e molti, molti altri.

Ciò è possibile perché i clienti dei servizi di test del DNA diretti al consumatore come 23andMe, AncestryDNA e Family Tree DNA possono scaricare i propri dati grezzi del DNA da inviare a siti o app di analisi di terze parti. Questi dati grezzi consistono in un elenco di punti, noti come SNP (pronunciato "snips"), in cui il DNA dei clienti varia. Alcuni servizi di analisi di terze parti esamineranno anche una serie più ampia di informazioni, i dati sulle regioni codificanti le proteine, chiamate esoma. Genos è una società di test che fornisce dati grezzi sull'esoma.

Helix, una società di test che fornisce dati "exome plus", dispone di app partner che i clienti possono acquistare per analizzare insiemi limitati di dati. (Oppure, per $ 499, puoi scaricare tutti i tuoi dati grezzi). Finora, pochissimi servizi di analisi di terze parti sono impostati per elaborare i dati dell'intero manuale di istruzioni genetiche, o genoma.

Per scrivere i loro rapporti, Promethease e gli altri trovano studi scientifici che menzionano le varianti genetiche che un cliente porta e fanno deduzioni sui rischi per la salute derivanti dal portare quelle varianti. "È stato un vero incubo", afferma Schlager. I consumatori non capiscono le informazioni e spesso reagiscono in modo eccessivo.

Diavolo nei dati

Nei gruppi di Facebook per le persone con BRCA mutazioni, Diamond, che si offre volontario con FORCE, incontra spesso persone che hanno ottenuto un risultato spaventoso da un sito di analisi di terze parti. "Devo parlare con un sacco di persone fuori dal cornicione", dice. "Caricheranno i loro dati e questi servizi diranno loro: 'Tu sei BRCA2 positivo.' Comprensibilmente impazziscono. Molte di quelle persone otterrebbero una risposta completamente diversa dai test diagnostici medici, dice.

Diamond fa un buon punto, dice Stephany Tandy-Connor, consulente genetico presso Ambry Genetics ad Aliso Viejo, in California, il tipo di azienda di diagnostica clinica che i medici usano per i test. Lei e i suoi colleghi hanno esaminato i risultati dei test di 49 persone che hanno ricevuto rapporti preoccupanti basati su dati grezzi generati da società di test genetici diretti al consumatore tra gennaio 2014 e dicembre 2016.

Le persone avevano ricevuto l'ordine del medico di essere riesaminate da Ambry. L'azienda ha eseguito test completi sui geni presumibilmente difettosi. Più della metà delle varianti dannose (60%) segnalate dai test sui consumatori sono state verificate dal test clinico di Ambry. Il problema era che il 40 percento delle varianti dannose erano falsi positivi, hanno riferito i ricercatori il 22 marzo in Genetica in Medicina. I risultati hanno erroneamente affermato che le persone portavano la variante quando in realtà non lo facevano.

La colpa non è del servizio di analisi di terze parti, afferma Tandy-Connor. Queste aziende analizzano semplicemente i dati grezzi ricevuti dalle società di test dei consumatori. Gli errori erano nei dati grezzi. Spesso le società di test sono consapevoli degli errori, ma quando non utilizzano tali informazioni da sole, non si preoccupano sempre di eliminare gli errori dai dati grezzi, afferma Tandy-Connor.

Inoltre, i dati grezzi non contengono una bozza completa del genoma di un paziente, come pensano erroneamente alcuni consumatori, afferma Tandy-Connor. Questi dati riportano solo alcune variazioni genetiche di ortografia. I laboratori di test clinici, come Ambry, utilizzano diversi metodi per esaminare e riesaminare i geni correlati alla malattia per scoprire tutte le possibili varianti dannose. Se ogni gene è un capitolo nel manuale di istruzioni del corpo, i test clinici leggono ogni lettera di quel capitolo da centinaia a migliaia di volte, dice Tandy-Connor.

I laboratori clinici verificano anche se i paragrafi o anche le pagine sono stati strappati o incollati nel capitolo. Tali informazioni mancanti o aggiunte, note come varianti strutturali o del numero di copie, potrebbero influenzare più di un gene (SN: 25/4/09, pag. 16).

Contrasta questo approccio con la genotipizzazione, o test SNP, fornita da 23andMe, AncestryDNA e molte altre aziende dirette al consumatore. "Fondamentalmente non leggono l'intero capitolo", dice Tandy-Connor. "Controllano solo tre o quattro lettere e non guardano nemmeno il resto."

Falso allarme

Un laboratorio clinico ha verificato i risultati preoccupanti che le persone hanno ricevuto dalle società di test del DNA dei consumatori. Delle varianti contrassegnate come dannose, il 40% erano falsi positivi. Tutte le cattive chiamate tranne una erano nei geni del rischio di cancro: BRCA1, BRCA2, TP53, CHEK2, MLH1 e ATM.

T. Tibbitts

Fonte: S. Tandy-Connor et al/Genetica in Medicina 2018

Colmare un vuoto

Nel 2006, ancor prima che 23andMe iniziasse a offrire test del DNA ai consumatori, il genetista Greg Lennon e il bioinformatico Mike Cariaso volevano saperne di più sul proprio DNA. I due hanno compilato SNPedia, un database in stile Wiki di SNP collegati a malattie e tratti nella letteratura scientifica. L'app di Lennon e Cariaso, Promethease, utilizza SNPedia per compilare report sulle varianti genetiche nei dati grezzi di un utente.

I rapporti consistono in lunghi elenchi di varianti con una descrizione di ciò che la letteratura scientifica dice su ciascuna variante. Quindi, anche se 23andMe e altre società potrebbero non essere autorizzate a fornire ai clienti tali informazioni, Promethease può farlo. Lennon dice che la differenza è che il suo servizio non genera alcun dato sul DNA. Serve semplicemente la letteratura scientifica relativa ai dati.

"Se la scienza è credibile, te ne parleremo", dice Lennon. "Non sopprimeremo le informazioni". Sta poi ai clienti, ai loro medici e ai consulenti genetici decidere come procedere. "Il rovescio della medaglia è che è facile per qualcuno interpretare male ciò che vede in un rapporto di Promethease e farsi prendere dal panico", ammette.

I consumatori non dovrebbero semplicemente presumere che le informazioni contenute nei loro dati grezzi siano corrette o che i servizi di terze parti le abbiano interpretate correttamente, afferma Tandy-Connor. In effetti, le società di test genetici affermano che gli acquirenti dovrebbero stare attenti a utilizzare i dati grezzi come informazioni mediche.

“I dati grezzi del genotipo non interpretati, compresi i dati che non vengono utilizzati nei rapporti 23andMe, sono stati sottoposti a una revisione generale della qualità. Tuttavia, solo un sottoinsieme di marcatori è stato convalidato individualmente per la precisione", ha scritto Dave Hinds, genetista statistico di 23andMe, il 23 aprile in un forum "Ask Me Anything" sul sito Web Reddit. <

Non programmare interventi chirurgici o screening finché non puoi parlarne con un professionista.

I risultati genetici dovrebbero essere confermati in un laboratorio clinico, aggiunge Tandy-Connor. E, soprattutto, le informazioni devono essere valutate nel contesto della salute generale e della storia familiare di una persona. “Portalo dal tuo dottore. Portalo da un consulente genetico o da qualche altro professionista genetico", dice. “Certamente non agire su di esso. Non programmare interventi chirurgici o screening finché non puoi parlarne con un professionista".

Lennon non cavilla con questo consiglio. "Siamo d'accordo al 100% sul fatto che qualsiasi cosa vista in un test sui consumatori dovrebbe essere confermata", afferma.

Ma il messaggio che i consumatori traggono dallo studio di Ambry potrebbe avere l'effetto opposto, dice: incoraggiare le persone a ignorare i risultati di un test sui consumatori.

"Dire che ci sono il 40% di falsi positivi può dissuadere le persone - le persone che sono davvero portatrici di mutazioni - dall'avere queste cose clinicamente controllate", dice Lennon. Queste persone potrebbero pensare che anche il loro risultato sia un falso positivo. "Questo tipo di messaggio generico è un enorme disservizio per le persone che altrimenti sarebbero potute effettivamente entrare e ottenere uno screening di conferma".

Tandy-Connor non è d'accordo. “Posso vedere l'angolo da cui viene, ma non condivido lo stesso sentimento. Sono abbastanza fiducioso che la maggior parte delle persone seguirebbe. Voglio dire, perché altrimenti lo stanno facendo in primo luogo? Se non hai intenzione di fare nulla al riguardo, qual era il punto? Devi solo dare di matto e andartene?" Non probabile.

Rischi spiegati

I clienti di 23andMe che desiderano sbloccare informazioni sul rischio di cancro al seno devono fare clic su diverse schermate di informazioni prima di conoscere il risultato. Questa schermata spiega che il rischio va oltre le tre varianti segnalate.

23andMe

Questioni nelle loro mani

I consumatori utilizzano queste app di terze parti, ma, secondo un recente studio, almeno alcune persone stanno portando i loro risultati a medici e consulenti genetici, afferma Catharine Wang, scienziata comportamentale presso la Boston University School of Public Health. In un sondaggio online su diversi siti di social media, Wang e colleghi hanno scoperto che di 478 persone che hanno eseguito un test genetico diretto al consumatore, 321, o più di due terzi, hanno utilizzato servizi di analisi di terze parti per indagare sull'ascendenza o informazioni sulla salute o entrambi.

Circa il 30 percento di queste 321 persone ha condiviso i propri risultati con un medico e il 21 percento ha condiviso i risultati con più di un medico, i ricercatori hanno riferito l'anno scorso in Genetica molecolare e medicina genomica. Wang non era sorpreso che non tutti portassero i loro risultati ai loro medici. "Se non trovi nulla nei tuoi risultati, non lo mostrerai al tuo medico", dice. Lo studio non ha determinato quale percentuale di persone ha ottenuto un risultato preoccupante.

Quelle persone che hanno parlato ai loro medici dei loro risultati non erano sempre contente delle risposte. I medici erano sprezzanti, non erano interessati ai risultati o non sapevano cosa farne, ha riferito il 23% degli intervistati. Altre volte, i pazienti dovevano istruire i loro medici sui test del DNA. Alcuni consumatori si sono rivolti direttamente ai consulenti genetici.

Le persone

ha utilizzato servizi di analisi di terze parti in un sondaggio di 478 persone che hanno eseguito test genetici sui consumatori

Per cento

di queste 321 persone hanno condiviso i loro risultati con un medico

In un sondaggio online separato di 85 consulenti genetici, circa la metà ha affermato di essere stata contattata da persone che avevano utilizzato un servizio di interpretariato di terze parti, Wang e colleghi hanno riferito il 29 gennaio in Medicina comportamentale traslazionale. I consulenti hanno riferito che i pazienti si sono rivolti all'analisi dei dati grezzi per diversi motivi: per ottenere risposte su sintomi misteriosi, per curiosità o per saperne di più sui loro rischi per la salute, compresi i rischi di malattia che i pazienti potrebbero trasmettere ai loro figli.

Secondo i consulenti, le sessioni non sono sempre andate bene. "Stavano incontrando resistenza da parte del paziente", dice Wang, mentre i consulenti cercavano di correggere le idee sbagliate. Alcuni consumatori erano troppo sicuri delle proprie conoscenze, anche quando si sbagliavano. Quando i consulenti hanno tentato di spiegare come funziona il test del DNA e che i dati grezzi possono contenere errori, alcune persone non hanno voluto ascoltarlo. "I consumatori semplicemente non conoscono queste sfumature", afferma Wang. "A volte non sono ricettivi alle informazioni".

Alcuni servizi di interpretariato di terze parti entrano in un territorio ombroso. LiveWello e Genetic Genie a volte suggeriscono ai clienti di assumere vari integratori vitaminici basati su varianti in determinati geni. Alcuni degli integratori dovrebbero controllare la metilazione del DNA, una parte importante della regolazione genica, e ridurre i livelli di una sostanza chimica chiamata omocisteina nel sangue. La metilazione del DNA è un sistema complesso e delicatamente bilanciato. Giocarci potrebbe causare problemi.

Inoltre, la metilazione non può essere misurata osservando le varianti del DNA di qualcuno, afferma Preston Estep III, cofondatore e direttore scientifico di Veritas Genetics. "Gli SNP non possono dirti - nessuna quantità di informazioni genetiche, in realtà, può dirti - qual è lo stato della metilazione del tuo DNA", afferma Estep.

Per essere onesti, il sito Web LiveWello afferma che non fornisce consigli e che le persone dovrebbero parlare con i propri medici prima di assumere integratori. Ma il disclaimer è facile da trascurare.

Una sbirciatina nell'utero

I test genetici sono un'altra cosa nel grembo materno. Offrono dettagli senza precedenti sui genomi fetali. Ma i test sull'intero genoma non sono ancora pronti per un uso diffuso, avvertono i medici. Vedi la storia di accompagnamento di Laura Sanders.

La tendenza è pensare che qualsiasi cambiamento al DNA significhi automaticamente una malattia. Ma non è così, afferma Gail Jarvik, genetista medico clinico presso l'Università di Washington a Seattle. Alcune malattie genetiche colpiscono un piccolo sottogruppo di persone che portano le varianti. Ad esempio, solo il 24,4 percento degli uomini e il 14 percento delle donne che hanno due copie di una variante nel HFE gene svilupperà l'emocromatosi, un accumulo di ferro dannoso per gli organi, secondo quanto riportato da Jarvik e colleghi nel 2015.

Anche per i cambiamenti del DNA che sono fortemente legati alla malattia, come quelli nei geni del cancro al seno, la malattia non è definita, dice Jarvik. Circa il 72% delle donne che portano una variante associata al cancro nel BRCA1 gene e il 69% delle donne con un dannoso BRCA2 la variante svilupperà il cancro al seno all'età di 80 anni, i ricercatori hanno riferito l'anno scorso in JAMA. "Ma molte di queste donne non si ammaleranno mai di cancro al seno, anche se vivono a lungo", dice Jarvik.

A causa del test 23andMe, Diamond sapeva che le sue probabilità di ammalarsi di cancro al seno erano alte. Ma fino a quando i suoi medici non hanno scoperto il cancro, non sapeva se sarebbe potuta sfuggire al destino genetico.

"Durante il periodo tra l'ottenimento dei risultati di 23andMe e i risultati del cancro ho fatto molte domande, 'Voglio sapere anche questo?'", dice Diamond. Alla fine, è contenta di averlo saputo. “Parlano di diagnosi precoce, ma questo è stato super presto. Niente sulla mammografia. Niente che tu possa sentire. È lo scenario migliore per avere il cancro, immagino".

Diamond ha detto alla sua famiglia allargata che è portatrice di un cancro BRCA2 variante e ha suggerito di testare anche loro. Molte più persone nella famiglia di Diamond si sono rivelate portatrici della variante del previsto per un cambiamento genetico che ha una probabilità del 50/50 di essere trasmesso alla generazione successiva. "Perdiamo molto il lancio della moneta", si lamenta.

Diamond dice che non avrebbe mai saputo di essere a rischio di cancro al seno se non fosse stato per il test del consumatore. Ora è grata che lei e la sua famiglia abbiano le informazioni, ma dice che è cauta nell'ottenere informazioni simili da una terza parte.

"È bello essere in grado di ottenere i dati grezzi", afferma Diamond. Il caricamento di dati grezzi da un sito di ascendenza a un altro consente alle persone di trovare più parenti perduti da tempo. "Ma quando lo carichi su questi altri servizi per ottenere informazioni mediche, questo è ciò che è più pericoloso ... perché le persone potrebbero interpretarlo da sole in modo errato".

Domande o commenti su questo articolo? Inviaci un'e-mail a [email protected]

Una versione di questo articolo appare nel numero del 9 giugno 2018 di Notizie scientifiche.


Diagnosi più precise rese possibili dal sequenziamento dell'intero genoma

Più di 1.200 persone con malattie rare hanno ricevuto una diagnosi grazie all'integrazione della genomica su larga scala nel sistema sanitario della regione di Stoccolma. Questo è secondo uno studio del Karolinska Institutet in Svezia che ha analizzato il risultato dei primi cinque anni di collaborazione sul sequenziamento dell'intero genoma tra il Karolinska University Hospital e SciLifeLab. L'opera, pubblicata su Medicina del genoma, costituisce un importante passo avanti nel campo emergente della medicina di precisione.

"Abbiamo stabilito un modo di lavorare in cui l'ospedale e l'università collaborano per sequenziare l'intero genoma di ciascun paziente al fine di trovare spiegazioni genetiche per diverse malattie", afferma il primo autore dell'articolo Henrik Stranneheim, ricercatore presso il Dipartimento di Medicina e Chirurgia Molecolare, Karolinska Institutet. "Questo è un esempio di come la medicina di precisione può essere utilizzata per fare diagnosi e personalizzare i trattamenti per i singoli pazienti".

La tecnologia di sequenziamento dell'intero genoma su larga scala, ovvero il processo di determinazione del set completo di materiale genetico di un individuo, ha fatto rapidi progressi negli ultimi dieci anni. Nonostante ciò, poche cliniche in tutto il mondo lo usano abitualmente per diagnosticare i pazienti.

Poco più di cinque anni fa, il Laboratorio dell'Università di Karolinska e la struttura di genomica clinica presso SciLifeLab hanno lanciato il Centro di medicina genomica Karolinska-Rare Diseases (GMCK-RD), che coinvolge ricercatori tra gli altri del Karolinska Institutet e del KTH Royal Institute of Technology.

Nei primi cinque anni, il centro ha eseguito il sequenziamento del genoma di 3.219 pazienti, che ha portato alla diagnosi molecolare di 1.287 pazienti (40%) con malattie rare. I risultati sono descritti nel documento ora pubblicato.

I ricercatori hanno scoperto mutazioni patogene in più di 750 geni e scoperto 17 nuovi geni di malattie. In alcuni casi, i risultati hanno consentito un trattamento personalizzato per pazienti con, ad esempio, malattie metaboliche ereditarie, epilessie rare e immunodeficienze primarie.

"Il sequenziamento clinico dell'intero genoma ha avuto enormi implicazioni per l'area delle malattie rare", afferma Anna Wedell, professoressa presso il Dipartimento di Medicina e Chirurgia Molecolare, Karolinska Institutet, e uno degli autori corrispondenti dell'articolo. "Utilizzati nel modo giusto, mirati alla situazione clinica specifica di ciascun paziente, nuovi gruppi di pazienti possono ricevere la diagnosi e il trattamento corretti in un modo che non è stato possibile prima".

Una delle principali sfide del sequenziamento dell'intero genoma è gestire e interpretare i milioni di varianti genetiche che esistono in ogni individuo. Il centro ha quindi sviluppato un modello che indirizza l'analisi iniziale alle varianti patogene nei geni ritenuti rilevanti per i sintomi clinici di ciascun paziente. Ciò significa che i medici hanno un ruolo importante da svolgere nel decidere quali analisi genetiche dovrebbero essere fatte per prime.

Se la prima valutazione non riesce a produrre un risultato, l'analisi viene ampliata a più pannelli di geni fino a quando non è possibile stabilire una diagnosi e/o viene sequenziato l'intero genoma. Questo processo ha anche consentito l'identificazione di diversi geni di malattie precedentemente sconosciuti, che presenta nuove opportunità per l'esplorazione approfondita dei meccanismi patogenetici.

È attualmente in corso un'importante impresa per implementare un metodo di lavoro simile su un fronte più ampio nel settore sanitario svedese. Ad esempio, il Karolinska Institutet e il Karolinska University Hospital hanno recentemente istituito un centro congiunto per la medicina di precisione (PMCK) che consoliderà l'espansione della collaborazione sulla medicina di precisione.

"Per noi avere successo con la medicina di precisione, è essenziale una collaborazione multidisciplinare tra l'assistenza sanitaria e il mondo accademico", afferma la seconda autrice corrispondente dell'articolo Anna Lindstrand, professoressa presso il Dipartimento di Medicina e Chirurgia Molecolare, Karolinska Institutet e consulente presso il Dipartimento di Genetica Clinica. "Attraverso queste iniziative combiniamo l'esperienza clinica con strumenti bioinformatici e insieme forniamo diagnosi accurate e trattamenti personalizzati".


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