Grazie a mappatura di 10.000 geni di 93 patologie complesse, ricostruiti 54.240 collegamenti gene-malattia

Roma – I ricercatori hanno rilasciato TripletDGC, una risorsa disponibile al pubblico che collega quasi 10.000 geni associati a malattie ai tipi cellulari specifici che colpiscono più fortemente, colmando una lacuna critica nella nostra comprensione di come il rischio genetico determini la malattia a livello cellulare.Questo articolo di ricerca è stato pubblicato su Frontiers of Computer Science.   “Collegando ogni gene patogeno al tipo cellulare più colpito, possiamo finalmente vedere i campi di battaglia cellulari in cui si manifesta il rischio genetico”, afferma Bingbo Wang. “Questa chiarezza accelererà la progettazione di terapie che colpiscono i bersagli cellulari corretti, riducendo di anni lo sviluppo dei farmaci e portando la medicina di precisione a un livello più preciso”. Individuare l’impatto dei geni patogeni in specifici tipi cellulari per accelerare le terapie mirate e la medicina di precisione. Sapere quali cellule sono portatrici dell’impatto dei geni patogeni può accelerare lo sviluppo di terapie mirate, orientare le strategie di medicina di precisione e aiutare i responsabili politici a stabilire le priorità per i finanziamenti alla ricerca. Individuando con precisione i tipi cellulari in cui si manifesta il rischio genetico, TripletDGC offre una tabella di marcia per scienziati e industria per concentrarsi sui bersagli cellulari più rilevanti. La mappatura di 9.905 geni di malattie in 93 patologie complesse ha rivelato 54.240 collegamenti gene-cellula per la scoperta di bersagli farmacologici. Lo studio ha rivelato diverse intuizioni chiare su come i geni delle malattie vengono mappati su specifici tipi di cellule: TripletDGC ha mappato 9.905 geni di malattie in 93 patologie complesse nei loro tipi cellulari critici, generando 54.240 collegamenti gene-malattia-cellula.
In media, ogni gene patogeno influenza circa 1,4 tipi di cellule, evidenziando ruoli cellulari mirati per la maggior parte dei geni. Ogni malattia complessa è collegata a oltre 11 tipi di cellule distinti tramite circa 56 geni diversi, il che sottolinea la complessità della malattia. In media, i singoli tipi di cellule sono associati a 8,5 malattie, il che suggerisce che percorsi cellulari condivisi potrebbero essere alla base della comorbilità delle malattie. In uno studio di caso sull’asma, è stato confermato che geni chiave come i membri della famiglia HLA-DR e XCL1 agiscono nelle cellule dendritiche e nei linfociti T, cellule note per indurre l’infiammazione dell’asma. L’utilizzo di oltre 480.000 profili di RNA-seq a singola cellula su 475 tipi cellulari svela il punteggio di arricchimento dei marcatori dei geni patogeni. I ricercatori hanno combinato i dati di sequenziamento dell’RNA a singola cellula ad alta risoluzione provenienti da quasi mezzo milione di cellule (475 tipi cellulari) con mappe genetiche che mostrano come le varianti del DNA alterano l’attività genica. Per ciascun gene patogeno, hanno raccolto marcatori genetici vicini, identificato quali geni erano regolati da tali marcatori e quindi testato quali geni marcatori del tipo cellulare erano arricchiti tra quei target. L’arricchimento statistico e un semplice metodo di punteggio hanno evidenziato i tipi cellulari più fortemente controllati da ciascun gene patogeno. Il toolkit open source su GitHub getta le basi per una previsione precisa del bersaglio del farmaco
TripletDGC è ora disponibile su GitHub. Fornendo collegamenti chiari a livello di gene con i tipi cellulari, getta le basi per una previsione più precisa del bersaglio del farmaco e aiuta i ricercatori a scoprire nuovi geni patogeni.(30Science.com)