Ученые изучили изображения и геномные данные из британского биобанка для изучения редких заболеваниях глаза.
Ученые задались целью лучше изучить редкие заболевания глаз, такие как дистрофия сетчатки, группа наследственных заболеваний, поражающих сетчатку, — которые также являются основной причиной подтверждения слепоты у взрослых трудоспособного возраста. Сетчатка многослойная ткань, получающая свет и преобразующая его в сигнал, который может быть интерпретирован мозгом, находится в задней части глаза. Каждый слой сетчатки состоит из разных типов клеток, которые играют уникальную роль в этом процессе преобразования света.
Исследователи сосредоточились на фоторецепторных клетках (PRC), которые обнаруживают свет и находятся в сетчатке. Эти клетки можно визуализировать неинвазивно с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) — услуги, которая в настоящее время широко предлагается во многих оптиках. Используя данные изображений ОКТ и геномные данные, хранящиеся в британском биобанке, исследователи смогли провести крупнейшее полногеномное исследование ассоциаций PRC.
Редкие заболевания сетчатки часто вызываются наследственными мутациями в генах, экспрессируемых PRC. Эти мутации заставляют сетчатку функционировать неправильно, что приводит к ухудшению зрения или даже к слепоте. Хотя эти отдельные заболевания встречаются редко, вместе они являются основной причиной слепоты у взрослых трудоспособного возраста.
У нас был доступ к связанным изображениям и данным о генотипе в масштабе, которого не было в исследованиях такого рода. Доступ к этому огромному количеству данных имел решающее значение для исследования и позволил нам определить генетические связи с редкими дистрофиями сетчатки. Эта работа определила новые направления для исследований и породила новые вопросы о редких дистрофиях сетчатки,сказала Ханна Каррант из Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) и научный сотрудник Центра белковых исследований (CPR) Фонда Ново Нордиск Копенгагенского университета.
ОКТ позволяет получать изображения с высоким разрешением, которые можно использовать для идентификации различных слоев и структур сетчатки. Эти изображения обычно используются в клинике для диагностики заболеваний глаз. Для этого исследования ученые использовали изображения ОКТ и соответствующую геномную и медицинскую информацию более чем 30 000 участников, хранящуюся в британском биобанке.
Британский биобанк — это богатый и бесценный ресурс, обладающий огромным потенциалом для геномной медицины. Существует так много потенциала, который только и ждет, чтобы быть высвобожденным из данных, хранящихся там, что позволяет нам понять биологию человека и то, как и когда что-то идет не так при болезни,сказал Эван Бирни, заместитель генерального директора Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL).
Исследователи провели полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) данных британского биобанка, чтобы найти генетические вариации, связанные с различиями в толщине слоев PRC. Это привело их к выявлению геномных вариаций, связанных с толщиной одного или нескольких слоев PRC, включая те, которые ранее были связаны с известными заболеваниями глаз. Недавно идентифицированные геномные ассоциации сохраняются, и к ним можно получить открытый доступ через каталог GWAS.
Было известно, что некоторые из этих генетических вариантов связаны с заболеваниями глаз, но, что удивительно, ряд относительно распространенных генетических вариантов был близок к генам, которые, как известно, вызывают редкие генетические заболевания глаз при нарушении. В одном случае исследователи смогли изучить, как комбинации распространенных вариантов рядом с генами, которые, как известно, участвуют в редких заболеваниях глаз, изменяют структуру сетчатки. Это дает больше уверенности при изучении конкретных коллекций редких заболеваний, чтобы увидеть, как эти конкретные распространенные варианты могут повлиять на болезнь.
Систематический биоинформационный анализ крупномасштабных когорт данных участников определяет будущее геномной медицины. Наличие доступа к этим данным и возможность установления связи между фенотипами заболеваний и генетическими вариациями откроет много новых возможностей для современной диагностики и лечения заболеваний,сказал Омар Мару, профессор нейронауки сетчатки в Университетском колледже Лондона и консультант-офтальмолог в глазной больнице Мурфилдс.
