Scores von Autoimmunerkrankungen die einen von 12 Amerikaner - von Typ 1 Diabetes, zu multiple sklerose (MS) , um rheumatoide Arthritis, Asthma - auf geheimnisvolle Weise führen das Immunsystem, um Gewebe innerhalb unserer eigenen Körper zu schaden. Nun , eine neue Studie lokalisiert die komplexen genetischen Ursachen für viele dieser Krankheiten , eine Entdeckung, die zu einer besseren Diagnose verbessert Behandlungen und letztlich kann .
Ein Team von Wissenschaftlern an der UC San Francisco, dem Broad Institute des MIT und Harvard und Yale School of Medicine entwickelte ein neues mathematisches Werkzeug , um weiter vertieft bestehende DNA-Datenbanken . Dabei stellten sie fest , wie bestimmte DNA-Variationen , wenn geerbt sind wahrscheinlich zu Krankheit beitragen .
Durch die Anwendung der Methode zur Analyse von Daten aus früheren Studien mit 21 verschiedenen Autoimmunerkrankungen, hat das Forschungsteam wissenschaftliches Verständnis der genetischen Grundlagen von einem breiten Spektrum dieser Erkrankungen vertieft. Sie fanden auch die spezifischen Immunzellen, die meisten für die Erkrankungen verantwortlich. Ihre Studie wird online in Nature veröffentlicht.
Die Forscher untersuchten eine Fülle von Daten aus 39 großen Studien namens genomweiten Assoziationsstudien ( GWAS ) . Wissenschaftlerteams in den letzten Jahren durchgeführten GWAS - in der Regel Tausende Anwerbung von Studienteilnehmern - zu großen Blöcken von DNA im menschlichen Genom , in dem genetische Varianten sind als Risikofaktoren für häufige Erkrankungen in Verbindung gebracht zu identifizieren. Aber Prüfung von GWAS -Daten bislang nur selten zu veränderten Proteine zeigte , wie erstaunlich wenig Protein kodierende Gen -Varianten innerhalb dieser weite Teile der DNA wurden mit den Krankheiten untersucht in Verbindung gebracht.
Stattdessen werden die genetischen Risiken durch GWAS identifiziert erscheinen öfter mit DNA-Variationen , die nicht innerhalb von Genen ansässig sind, in Verbindung gebracht werden . Die Natur dieser Risiken hat Verständnis trotzte bis jetzt was der Vorstellung , dass nur wenige medizinische Leistungen wurden bisher von groß angelegten Studien der menschlichen genetischen Variation entstanden in der Folge der ersten Humangenomprojekt durchgeführt.
In der neuen Studie fanden die Forscher, dass die Anwesenheit von spezifischen genetischen Varianten in verschiedenen Autoimmunerkrankungen kann Aktivitätsmuster von Genen in besonderer Weise , die Funktionen des Immunsystems beeinflussen verändern. Dies galt trotz der Tatsache , dass die genetischen Varianten sind nicht innerhalb von Genen .
Um ihre Entdeckungen zu machen , entwickelten die Forscher Software und verwendet neue Sequenziertechnologien Techniken, um " epigenetische " Eigenschaften von spezialisierten Immunzellen , in der Gen-Aktivität wird ohne Änderungen an der DNA-Sequenz selbst innerhalb der betroffenen Gene betroffen zu untersuchen.
Das Team entdeckt, dass eine Mehrzahl der Schlüssel DNA Veränderungen mit Autoimmunerkrankungen assoziiert in funktionellen Bits bekannt als DNA auftreten " Enhancer ".
Obwohl DNA in Zellen existiert so lange , fadenartigen Molekülen , DNA kann auf sich selbst mit der Unterstützung der Strukturproteine des Chromosoms zu biegen, so daß ein Stück von DNA kann mit einem anderen interagieren. Enhancers fach auf diese Weise an die DNA -Schalter , die Gene ein- binden. Im Allgemeinen sind die in der Natur Studie als eine Rolle bei Autoimmunerkrankung identifiziert Enhancer wurden DNA-Sequenzen , die keine DNA - Sequenzmotive bisher angenommen wichtig, Enhancer sein passte , und nicht vorher , wie mit jeder funktionelle Rolle gesehen.
"Wieder einmal Forschung enthüllt neue Bedeutung in der Welt der einst als Junk dachte DNA - kurze , scheinbar zufälligen DNA-Sequenzen , die in der Tat dienen sinn Rollen in menschlichen Physiologie ", Sagte Alex Marson , MD, PhD, UCSF Sandler Faculty Fellow und dem entsprechenden Autor der Studie .
Durch sorgfältig Abbilden Enhancer in spezialisierten Immunzellen und durch Aufspüren Muster veränderte Gen -Aktivierung , die sich aus dem Vorhandensein von Varianten in GWAS Studien fanden Folge identifizierten die Forscher Aktivitätsmuster innerhalb des Genoms und Zelltypen mit der Autoimmunerkrankungen . Viele Autoimmunerkrankungen wurden mit Immunzellen wie T Helfer bekannt verbunden. Die Autoren schlagen vor , dass die genetische Variation kann sein Abstimmen der Reaktion dieser Schlüssel Immunzellen innerhalb ihrer Umgebung Stimuli , um die Gefahr der Autoimmunität zu erhöhen.
Marson initiierte die wissenschaftliche Zusammenarbeit , während er ein MD / PhD Student an der Harvard und MIT und ein Assistenzarzt an der Brigham and Womens Hospital , die zusammen mit den leitenden Wissenschaftler der Studie war : Bradley Bernstein, MD, PhD, assoziiertes Mitglied des Broad Institute und Professor für Pathologie an der Harvard , und David A. Hafler , MD, Professor für Neurologie und Immunbiologie , und Vorsitzender der Abteilung für Neurologie an der Yale . Marson und Kyle Kai- Wie Farh , MD, PhD, ein klinischer Genetiker und Postdoc bei Broad Institute , sind Co- Autoren erste des Nature-Artikels .
Neben anderen Offenbarungen , verbindet die neue Studie nachdrücklich die Ursache der MS für das Immunsystem , um nicht zu genetischen Varianten mit dem Nervensystem verbunden. Nach Hafler , liefern die Ergebnisse endgültigen Beweis, daß MS ist eine Autoimmunkrankheit , und dass das Immunsystem die Hauptrolle spielt . " Dies ist sehr im Einklang mit dem neuen Multiple-Sklerose- Behandlungen, die auf das Immunsystem wirken , was darauf hindeutet , dass wir endlich einen guten Griff auf die zugrunde liegenden Ursachen der MS ", sagte Hafler .
Die neue Fähigkeit, spezifische genetische Varianten auf der einen Seite mit Zellschaltkreisen , die Genaktivität steuern und verändern die Physiologie der spezifischen Immunzelltypenauf der anderen Seite ermöglicht es medizinischen Forschern genauer zielen therapeutische Interventionen bei Autoimmunerkrankungen , um zu dämpfen aberrant fired- assoziieren bis Immunantworten nach Marson .
In seinem Labor UCSF will Marson , tiefer sondieren , wie diese neu identifizierten DNA-Varianten in Verstärker beeinflussen Zellen und wie ihre krankheitsverursachende Wirkung könnte durch DNA-Manipulationen gemildert werden unter Verwendung von Gen - Bearbeitungstechnologienwie CRISPR bekannt sind.