Büyük ölçekli veriler, nadir görülen göz bozukluklarına ilişkin yeni bilgiler sağlar. Kredi: Karen Arnott/EMBL-EBI
EMBL-EBI’deki araştırmacılar, nadir görülen göz hastalıkları hakkında yeni bilgileri ortaya çıkarmak için Birleşik Krallık Biobank verilerini araştırıyor.
Araştırmacılar, kapsamlı bir nadir görülen göz hastalıkları hakkında daha derin bir anlayış kazanmak için Birleşik Krallık Biobank’tan alınan görüntü ve genomik verilerin incelenmesi. Bu hastalıklar arasında, retinayı etkileyen kalıtsal durumlar için ortak bir terim olan ve aynı zamanda çalışma çağındaki yetişkinler arasında körlüğün birincil nedeni olan retinal distrofiler vardır.
Retina, beynin arkasında yer alır. göz ve çok sayıda katmandan oluşan karmaşık bir dokudur. Işığı alarak ve bunu beynin anlayabileceği bir sinyale dönüştürerek çalışır. Retinanın her katmanı, her biri ışığın dönüştürülmesinde belirgin bir rol oynayan çeşitli hücre türlerinden oluşur.
PLOS Genetics dergisinde yayınlanan bu çalışmada, araştırmacılar fotoreseptör hücrelere (PRC’ler) odaklandılar. retinada bulunan ışığı algılayan hücrelerdir. Bu hücreler, artık birçok optisyende yaygın olarak sunulan bir hizmet olan optik koherens tomografi (OCT) kullanılarak invaziv olmayan bir şekilde görüntülenebilir. Araştırmacılar, Birleşik Krallık Biobank’ta saklanan OCT görüntü verilerini ve genomik verileri kullanarak ÇHC’lerle ilgili en büyük genom çapında ilişkilendirme çalışmasını oluşturabildiler.
Nadir retinal distrofiler
Retinanın nadir hastalıkları sıklıkla ÇHC’ler tarafından eksprese edilen genlerdeki kalıtsal mutasyonların neden olduğu. Bu mutasyonlar retinanın yanlış çalışmasına neden olarak görme bozukluğuna ve hatta körlüğe neden olur. Bu bireysel hastalıklar nadir olmakla birlikte, birlikte çalışma çağındaki yetişkinlerde önde gelen körlük nedenidir.
“Bununla ilgili bir çalışmada görülmemiş bir ölçekte birleştirilmiş görüntülere ve genotip verilerine erişimimiz oldu. Nazik, ”dedi eski Ph.D. Hannah Currant. EMBL’nin Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü’nde (EMBL-EBI) öğrenci ve Novo Nordisk Vakfı Protein Araştırma Merkezi’nde (CPR) Kopenhag Üniversitesi’nde Doktora Sonrası Araştırmacı. “Bu muazzam miktardaki veriye erişim, çalışma için kritikti ve nadir görülen retinal distrofilere genetik bağlantıları belirlememizi sağladı. Bu çalışma, araştırma için yeni yollar belirledi ve nadir görülen retinal distrofiler hakkında yeni sorular ortaya çıkardı.”
Genotip ve fenotipi birbirine bağlama
OCT, farklı katmanları tanımlamak için kullanılabilen yüksek çözünürlüklü görüntüler üretir ve retina içindeki yapılar. Bu görüntüler klinikte göz bozukluklarının teşhisine yardımcı olmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma için araştırmacılar, UK Biobank’ta saklanan 30.000’den fazla katılımcının OCT görüntülerini ve ilgili genomik ve tıbbi bilgilerini kullandılar.
“Birleşik Krallık Biobank, genomik tıbbı mümkün kılmak için muazzam potansiyele sahip, zengin, paha biçilemez bir kaynaktır. Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı (EMBL) Genel Müdür Yardımcısı Ewan Birney, “dedi. “Orada depolanan verilerden açığa çıkmayı bekleyen o kadar çok potansiyel var ki bu hem insan biyolojisini hem de hastalıklarda nasıl ve ne zaman ters gittiğini anlamamıza olanak tanıyor.”
Genomik tıpta ilerleme
Araştırmacılar, ÇHC katmanlarının kalınlığındaki farklılıklarla bağlantılı genetik varyasyonları aramak için Birleşik Krallık Biobank verileri üzerinde genom çapında ilişkilendirme çalışmaları (GWAS) yürüttüler. Bu onların, bilinen göz hastalıklarıyla daha önce ilişkili olanlar da dahil olmak üzere, bir veya daha fazla PRC katmanının kalınlığı ile ilişkili genomik varyasyonları belirlemelerine yol açtı. Yeni tanımlanan genomik ilişkiler depolanır ve bunlara GWAS Kataloğu üzerinden açık bir şekilde erişilebilir.
Bu genetik varyantlardan bazılarının göz hastalıklarıyla bağlantılı olduğu biliniyordu, ancak şaşırtıcı bir şekilde, nispeten yaygın olan bazı genetik varyantlar genlerin yakınındaydı. bozulduğunda nadir görülen genetik göz hastalıklarına neden olduğu bilinmektedir. Bir vakada, araştırmacılar, nadir görülen göz hastalıklarına karıştığı bilinen genlerin yakınındaki yaygın değişkenlerin kombinasyonlarının retinanın yapısını nasıl değiştirdiğini keşfetmeyi başardılar. Bu, belirli nadir hastalık koleksiyonlarına bakıldığında, bu belirli yaygın değişkenlerin hastalığı nasıl etkileyebileceğini görmek için daha fazla güven veriyor.
“Geniş ölçekli katılımcı veri gruplarının sistematik biyoinformatik analizi, genomik tıbbın geleceğini yönlendiriyor” dedi. Mahroo, University College London’da Retinal Nörobilim Profesörü ve Moorfields Göz Hastanesinde Danışman Oftalmolog. “Bu verilere erişebilmek ve hastalık fenotipleri ile genetik varyasyon arasında bu bağlantıları kurabilmek, modern hastalık teşhisi ve tedavi yöntemleri için birçok yeni fırsatın kapısını açacaktır.”
Referans: “Yaygın genetik varyasyonun hücre altı düzeyde çözünürlüğü fotoreseptör katmanı, nadir hastalık ile yaygın varyasyon arasındaki sürekliliği tanımlar” yazan Hannah Currant, Tomas W. Fitzgerald, Praveen J. Patel, Anthony P. Khawaja, UK Biobank Eye and Vision Consortium, Andrew R. Webster, Omar A. Mahroo ve Ewan Birney, 27 Şubat 2023, PLOS Genetics.
DOI: 10.1371/journal.pgen.1010587
Çalışma Wellcome Trust tarafından finanse edildi