Een nieuwe kaart voor gezondheid

Een internationaal consortium van onderzoekers heeft een database van menselijke genetische variaties samengesteld, waardoor een hulpmiddel is ontstaan ​​dat een revolutie teweeg kan brengen in de zoektocht naar genen die veel voorkomende ziekten veroorzaken. Maar zonder zorgvuldige zelfregulering, zeggen de genetici, zou de informatie ook kunnen resulteren in een stroom van misleidende of niet-overtuigende resultaten.

De database, genaamd de HapMap, catalogiseert meer dan drie miljoen punten van genetische variatie op basis van monsters van 269 mensen in Nigeria, China, Japan en Utah. Meer dan 200 wetenschappers in Canada, China, Japan, Nigeria, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten namen deel aan het project. De eerste fase van het project, waarin meer dan een miljoen verschillen worden gerapporteerd, werd gepubliceerd in het nummer van 27 oktober van Natuur , gebaseerd op data-analyse onder leiding van Peter Donnelly van de Universiteit van Oxford in Engeland en David Altshuler, directeur van het programma in Medical and Population Genetics van het Broad Institute of Harvard en MIT in Cambridge, MA.

We hebben deze achtergrondinformatie over variatie in het menselijk genoom nodig om de vragen te beantwoorden die we willen stellen, zoals welke genen betrokken zijn bij borst- en prostaatkanker en diabetes, zegt Brian E. Henderson, decaan van de Keck School of Geneeskunde aan de Universiteit van Zuid-Californië.

Het is een zeer krachtig hulpmiddel, beaamt Charles Langley, een populatiegeneticus aan de Universiteit van Californië, Davis. De menselijke medische genetica pakt eindelijk een veel groter probleem voor de volksgezondheid aan, dat de genetische basis is van veelvoorkomende ziekten.

Ongeveer zes miljard chemische bouweenheden, nucleotiden genaamd, vormen het menselijk genoom. Hoewel ongeveer 99,9 procent van de sequentie van die nucleotiden identiek is tussen twee mensen, laten die nog steeds miljoenen verschillen achter op individuele punten in het DNA, single nucleotide polymorphisms of SNP's genoemd. Het zijn deze variaties die verantwoordelijk zijn voor veel van de genetisch bepaalde verschillen tussen mensen.

Onderzoekers konden ontdekken welke van deze veranderingen verband houden met een bepaalde ziekte door het sequencen en vergelijken van hele genomen (en elke SNP) tussen duizenden getroffen en niet-aangetaste mensen. In de praktijk zou dit echter duur en tijdrovend zijn.

In 2001 ontdekte Mark J. Daly, toen aan het Whitehead Institute, nu een geassocieerd lid van het nabijgelegen Broad Institute, dat dergelijke genetische verschillen worden overgeërfd in grote blokken, haplotypes genaamd (vandaar de term HapMap). Hoewel er honderden SNP's binnen een DNA-gebied kunnen zijn, zijn ze allemaal met elkaar verbonden, zodat iedereen die een A-nucleotide heeft in plaats van een G op een bepaalde locatie in een chromosoom, dezelfde genetische varianten zal hebben op andere SNP's in die regio . En voor veel haplotypes bestaan ​​er slechts drie of vier variatiepatronen.

Met een catalogus van deze blokkades zouden genetici effectiever genvarianten kunnen identificeren die betrokken zijn bij veelvoorkomende ziekten zoals diabetes, kanker, hartaandoeningen en psychiatrische ziekten.

In 2002 begon het International HapMap-consortium om miljoenen SNP's te inventariseren en de patronen te identificeren die elk haplotype onderscheiden. De database bevat nu meer dan 3,5 miljoen SNP's. Met deze informatie kunnen onderzoekers tag-SNP's selecteren die de genetische variatie in elk blok weergeven. Met andere woorden, door slechts enkele SNP's te identificeren die kenmerkend zijn voor elk patroon en op die locaties te testen, kunnen onderzoekers de lege plekken invullen voor elke andere SNP in het haplotype. Hierdoor kunnen ze de genetische patronen van mensen met een ziekte veel efficiënter vergelijken met die van niet-aangetaste mensen dan voorheen mogelijk was.

Het consortium schat inderdaad dat genetici met de juiste tagselectie informatie over mogelijke genassociaties uit het hele genoom zouden kunnen verzamelen door slechts een tiende van de ongeveer 10 miljoen gemeenschappelijke SNP-sites te testen.

De gegevens zijn al gebruikt om een ​​gen te identificeren dat verband houdt met leeftijdsgebonden maculaire degeneratie, de belangrijkste oorzaak van blindheid bij ouderen; en er zijn verschillende andere onderzoeken aan de gang die op zoek zijn naar genen die mogelijk betrokken zijn bij obesitas en hartaandoeningen.

Samen met de gegenereerde gegevens zorgde het HapMap-project voor technologische vooruitgang. Aan het begin van het project kostte het bijna een dollar om te bepalen welke SNP een patiënt op één locatie droeg, en onderzoekers konden er honderden per dag testen. Tegenwoordig is de prijs gedaald tot minder dan een cent per SNP en kunnen miljoenen op een dag worden getest. De nauwkeurigheid van de tests is ook verbeterd, zegt Daly.

De combinatie van deze nieuwe technologieën en de HapMap-gegevens maakt het voor genetici veel gemakkelijker om studies te doen die het hele menselijke genoom onderzoeken op genen die verband houden met bepaalde kenmerken - of het nu ziekten zijn, zoals de consortiumleden hopen, of andere eigenschappen waarvan wordt aangenomen dat ze genetische componenten hebben , zoals intelligentie of seksuele voorkeur.

Maar er is een potentieel serieuze vangst: de statistische waarschijnlijkheid dat een gen wordt gevonden dat lijkt te zijn gekoppeld aan een bepaalde eigenschap, maar uiteindelijk geen rol speelt bij het daadwerkelijk veroorzaken van de eigenschap, zal behoorlijk hoog zijn, zegt Daly.

Als je één hand kaarten deelt, is het onwaarschijnlijk dat je een full house krijgt, zegt Daly. Maar als je 100.000 pokerhanden uitdeelt, krijg je statistisch gezien zeker een aantal echt mooie handen.

Hetzelfde kan gebeuren in dergelijke genoombrede associatiestudies: een of meer genen kunnen opduiken die er goed uitzien. Daly waarschuwt: deze dingen gebeuren bij toeval en hebben niets met oorzakelijk verband te maken.

Als gevolg hiervan hebben de leden van het HapMap-consortium de hoop uitgesproken dat de gegevens voornamelijk zullen worden gebruikt om medische aandoeningen te onderzoeken, in plaats van niet-medische eigenschappen. In feite hebben ze een bijzondere waarschuwing opgenomen in de Natuur paper, schriftelijk: we dringen aan op conservatisme en terughoudendheid bij de publieke verspreiding en interpretatie van dergelijke studies, vooral als niet-medische eigenschappen worden onderzocht.

Het feit dat de HapMap-gegevens zijn afgeleid van het DNA van mensen in Nigeria, China, Japan en de Verenigde Staten, brengt een extra gevaar met zich mee: dat associaties tussen genvariaties en bepaalde eigenschappen (ten onrechte) in sommige populaties sterker kunnen lijken dan in andere. *

Dit is een enorme dataset die kan worden gedolven voor veel bijziende, cultureel bevooroordeelde dingen, zegt Langley. Iedereen is daar zenuwachtig voor. Het zal waarschijnlijk gebeuren, en het is aan de wetenschappelijke gemeenschap om elk geval zo rigoureus mogelijk te behandelen.

Noot van de redactie: kom op woensdag 9 november terug voor deel 2 van het verhaal van Erika Jonietz op de HapMap, waarin de internationale aspecten van het project centraal staan.

* [Verduidelijking, 15 november 2005: Deze zin kan de verkeerde indruk wekken dat associaties tussen bepaalde genen en eigenschappen nooit variëren tussen populaties. Hoewel de meeste genetische variatie door alle populaties wordt gedeeld, zijn er af en toe verschillen. Als gevolg hiervan kunnen zowel echte als valse associaties worden gemaakt met genvarianten die in verschillende populaties met verschillende frequenties voorkomen. In beide gevallen kan de associatie worden gebruikt op een manier die bevooroordeeld is ten opzichte van de groep die de variant tegen een hoger (of lager) tarief draagt. - Editors.]

zich verstoppen