Att lösa bristen på mångfald inom genomisk forskning

När genetikern Kent Taylor från Los Angeles Biomedical Research Institute för två år sedan gav sig ut för att skriva ett anslag för att studera genetiska riskfaktorer för typ 2-diabetes hos latinamerikaner, kunde han inte hitta mycket forskning. Han konsulterade en internationell samling av alla publicerade genomomfattande associationsstudier, kallad GWAS Catalog, och fann 19 studier på typ 2-diabetes hos européer, 14 på asiater, tre på latinamerikaner, en på mexikaner och en på en indianbefolkning i USA. Arizona.

Dessa genomomfattande associationsstudier skannar DNA hos många människor för att upptäcka genetiska varianter som är förknippade med orsaker till sjukdomar. Men stora befolkningsgrupper – inklusive afrikaner, latinamerikaner och infödda eller ursprungsbefolkning – är enormt underrepresenterade i dessa studier och genomikforskning i allmänhet. Utan denna information kan forskare sakna genetiska nyckelfaktorer som spelar en roll för sjukdomskänslighet och läkemedelssvar bland olika befolkningsgrupper.

Taylor säger att GWAS-katalogen är det viktigaste verktyget inom modern genetik, men vi är inte ens nära att slutföra den. Han säger att det behövs mer genomisk mångfald för att etablera en grundläggande genominfrastruktur som forskare kan använda för att studera sjukdomar i olika populationer.

En nyligen analys publicerad i tidskriften Natur avslöjade att 81 procent av deltagarna i dessa genomomfattande associationsstudier var av europeisk härkomst. Tillsammans representerar individer av afrikansk, latinamerikansk och infödd eller ursprunglig härkomst mindre än 4 procent av alla analyserade genomiska prover. Medan den övergripande mångfalden i genomomfattande associationsstudier har ökat sedan 2009, när 96 procent av uppgifterna kom från personer med europeisk härkomst , mycket av ökningen i mångfald beror på stora vinster i asiatiska data och endast marginella ökningar från andra befolkningsgrupper.

Adebowale Adeyemo, biträdande chef för Center for Research on Genomics and Global Health vid National Human Genome Research Institute (en del av National Institutes of Health), säger att forskarsamhället har en tendens att anta att fattigare länder, som många i Afrika, Asien , och Central- och Sydamerika, behöver inte genomiska studier eftersom de största mördarna där är infektionssjukdomar. Men kroniska sjukdomar, som diabetes och hjärtsjukdomar, ökar nu också i låginkomstländer, och Adeyemo säger att fler genomstudier behövs för att förstå olika populationers riskfaktorer för dessa tillstånd.

En internationell grupp forskare känd som Human Heredity and Health in Africa Initiative, eller H3Africa, försöker öka vad forskare vet om genetik i afrikanska populationer. Projektet, som består av 14 studier som tittar på olika sjukdomar, samlar in data från genomomfattande associationsstudier såväl som genom sekvenseringsdata – hela avläsningen av en persons DNA – från tusentals deltagare.

Ett annat försök att öka mångfalden inom genomikforskning är Hispanic Community Health Study/Study of Latinos lanserades av National Institutes of Health (NIH) 2013. Studien, som kommer att omfatta 16 000 deltagare, är avsedd att fastställa riskfaktorer för hjärt- och kärlsjukdomar och lungsjukdomar och kroniska sjukdomar hos latinamerikaner. Men Taylor säger att det finns så mycket genetisk mångfald bland latinamerikaner och människor från Latinamerika att ytterligare studier kommer att behöva göras.

NIH är också mitt uppe i en 30 år lång studie om indiska män och kvinnor och deras genetiska riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom.

Företag som Illumina och 23andMe utvecklar nya verktyg för att hjälpa forskare som dessa att utforska genetiska variationer i olika befolkningsgrupper. Illumina samarbetar med H3Africa för att utveckla en mikroarray – ett laboratorietestchip som används för att fastställa skillnader i genetisk sammansättning inom en population – som innehåller information från fler människor av afrikansk härkomst än någon annan kommersiellt tillgänglig uppsättning.

Genetiskt testföretag Illumina utvecklar ett laboratorietestchip för att stimulera fler studier om genetisk mångfald hos afrikaner.

Arrayen kommer att omfatta 2,5 miljoner genetiska variationer som förekommer i afrikanska populationer. Informationen kommer från genomiska prover på 3 000 individer som samlats in av H3Africa. Det representerar mycket mer genetisk mångfald än Illuminas nuvarande tester, som inkluderar genetisk information från färre än 700 afrikaner.

Förra året gjorde Illumina en ny uppsättning tillgänglig för populationer av olika anor. Julie Collens, Illuminas senior manager för marknadsutveckling, säger att ett chip för afrikaner behövdes eftersom regionen är så genetiskt mångfaldig, och tidigare arrayer inkluderade bara ett litet urval av genetisk information från Afrika. Illumina har 28 chips kommersiellt tillgängliga att använda för humangenetiska studier, inklusive de för specifika sjukdomar som immunsjukdomar och psykiatriska sjukdomar, samt en kinesisk befolkningsuppsättning.

Dessutom har 23andMe meddelat att de bygger en referensdatabas som innehåller hela genomsekvenserna för företagets afroamerikanska kunder som har samtyckt till att delta i forskning. Adam Auton, 23andMe senior forskare och statistisk genetiker, säger att företaget siktar på att inkludera sekvenser från mer än 900 personer i databasen, som så småningom kommer att delas med NIH och tillgänglig för forskare. Hittills har de flesta helgenomsekvenser gjorts hos människor av europeisk härkomst.

Även om Adeyemo säger att dessa nya verktyg säkerligen kommer att vara användbara, representerar deras introduktion inte en så stor förändring i genomikforskningen som han skulle vilja. Forskare måste vilja forska i icke-europeiska befolkningar, säger han - och vetenskapliga organisationer runt om i världen måste tillhandahålla finansiering för att stödja den typen av studier.

Dölj