Mokslininkas Yosuke Tanigawa ir profesorius Manolis Kellis iš MIT kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto laboratorijos (CSAIL) sukūrė naują metodologiją žmogaus genetikoje, kad išspręstų dažnai nepastebimą problemą: kaip atlikti klinikinius matavimus, kurie yra „žemiau kiekybinio įvertinimo ribos“ BLQ).
Paskelbta Amerikos žmogaus genetikos žurnalasjų naujasis požiūris, „hipometrinė genetika“, naudoja šiuos paprastai atmestus matavimus, kad pagerintų genetinį atradimą, turintį reikšmingą poveikį personalizuotai genominei medicinai ir vaistų kūrimui.
Įsivaizduokite, kad bandote pasverti plunksną ant standartinių vonios svarstyklių. Svarstyklės gali aptikti, kad ten kažkas yra. Tačiau jis nepateiks tikslios matavimo vertės, nes plunksna yra per lengva, kad būtų galima tiksliai pasverti, o tai nukrenta žemiau svarstyklių jautrumo.
Atliekant mokslinius tyrimus, matavimai, kurie yra žemiau kalibruoto diapazono, kad būtų galima patikimai įvertinti matavimo prietaisą, yra pažymėti kaip BLQ. Tradiciškai mokslininkai dažnai atmeta šiuos duomenų taškus, siekdami užtikrinti, kad jų analizės nepaveiktų nepatikima informacija. Tačiau naujas požiūris rodo, kad tokia kokybės kontrolės informacija vis tiek gali suteikti vertingų genetinių įžvalgų.
„Mes dažnai laikome mažesnius nei kiekybinio įvertinimo ribos duomenų taškus kaip trūkstamus arba neinformatyvius, tačiau mūsų požiūris rodo, kad šiose vėliavėlėse yra svarbi informacija genetinei analizei“, – sako Kellis, vyresnysis ir bendradarbiaujantis tyrimo autorius.
„Panaudodami vėliavėles ir standartinius kiekybinius požymius, mes ne tik išsaugome išmestus duomenis, bet ir pageriname savo gebėjimą atrasti genetines asociacijas, atskleisdami pagrindines biologines įžvalgas, kurios kitu atveju būtų praleistos.
Tyrėjai išanalizavo daugiau nei 220 000 JK Biobanko dalyvių, kurių tapatybė buvo panaikinta, ir nustatė, kad genetiniai veiksniai įtakoja BLQ vėliavėlių buvimą ar nebuvimą konkrečioms lipidų molekulėms kraujyje.
Integruodami informaciją iš BLQ vėliavėlių su įprastais kiekybiniais duomenimis, jie nustatė genetines asociacijas su 2,8 karto daugiau kandidatų genų nei standartinis metodas, ypač naudodamasis retais genetiniais variantais, turinčiais didelį poveikį. Šis darbas sudaro pagrindą atrasti naujus su savybėmis susijusius genus ir gali paspartinti terapinio tikslo atradimą.
„Mūsų požiūris grindžiamas ankstesniu darbu, sutelkiant dėmesį į asmenis, turinčius ekstremalių bruožų vertybes“, – sako Tanigawa, tyrimo vadovė ir bendraautorius. „Užuot įdarbinę asmenis, turinčius ekstremalias bruožų vertes, mes naudojome BLQ – kaip ypač žemų matavimo verčių rodiklį – ir parodėme, kad tai suteikia vertingos informacijos genetiniam atradimui.”
Tyrimas sulaukė didelio dėmesio. „Tanigawa darbas išsprendė nepastebėtą, bet svarbų klausimą, kaip įvertinti „trūkstamas“ klinikines žmogaus genomikos vertes“, – sako Tokijo universiteto Medicinos mokyklos aukštosios mokyklos genomo informatikos profesorius Yukinori Okada.
„Parodžius, kaip binarizuotas BLQ sėkmingai įgalina genotipo ir fenotipo asociacijas, jų darbas turėtų būti vertingas įgyvendinant individualizuotą genominę mediciną.
Tanigawa numato, kad šis metodas galėtų padėti farmacijos įmonėms išversti genetinius duomenis, kad būtų veiksmingiau teikiama pirmenybė terapiniams tikslams.
„Žmogaus genetiniai įrodymai padidina terapinio vystymosi sėkmės rodiklį, tačiau genetiniam atradimui paprastai reikia daug asmenų”, – aiškina jis. „Mūsų rezultatai rodo, kad pasinaudojus paprastai išmetama informacija galima maksimaliai padidinti rezultatus, todėl tai yra ekonomiškai efektyvi strategija.
Tanigawa taip pat pažymi, kad jis ir jo kolegos ketina taikyti metodiką kitiems biologinių duomenų tipams, tokiems kaip proteomika ir RNR ekspresija, todėl gali atsirasti dar daugiau genetinių įžvalgų.