Генетические данные из биобанков могут помочь врачам разрабатывать индивидуальные методы лечения
Исследование Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе описало новую концепцию, которая, по словам исследователей, повысит прогностическую способность генетики для определения того, насколько хорошо пациент будет реагировать на часто назначаемые лекарства, а также тяжести любых побочных эффектов.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Genomics , показало, что данные из больших библиотек секвенированных человеческих геномов и других биологических данных, известных как биобанки, могут дать новое представление о генетической архитектуре реакции на широко назначаемые препараты.
Первый автор исследования и кандидат наук по биоинформатике Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Михал Садовски сказал, что наиболее распространенным методом, используемым для анализа генетики лекарственного ответа, являются фармакогеномные исследования на генотипированных участниках рандомизированных контролируемых испытаний. Однако эти исследования имеют небольшое количество участников, являются дорогостоящими и иногда даже невыполнимыми в зависимости от препарата, сказал Садовски.
Генетические данные в биобанках дают несколько преимуществ. Помимо того, что они содержат секвенированные генетические данные больших популяций, включая людей, как принимающих, так и не принимающих определенные лекарства, эти библиотеки также можно анализировать с меньшими затратами. Хотя данные биобанков не могут заменить рандомизированные контролируемые испытания, они могут открыть новую информацию, которая может улучшить будущие исследования и продвинуть развивающуюся область использования генетики для прогнозирования результатов лечения, сказал Садовски.
«Мы надеемся, что в будущем это позволит врачам и пациентам взвешивать преимущества и риски лечения более персонализированным образом и принимать более обоснованные и своевременные решения о начале лечения», — сказал Садовски. «Мы ожидаем, что анализ данных биобанка будет наиболее полезен для широко назначаемых препаратов».
Исследование, проведенное под руководством профессора неврологии, вычислительной медицины и генетики человека Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Ноа Зайтлена и доцента генетической медицины Чикагского университета Энди Даля, использовало генетические данные более 342 000 человек из британского биобанка. Исследователи проанализировали, как их генетические особенности повлияли на их реакцию на четыре наиболее часто назначаемых препарата в мире: статины от высокого уровня холестерина, метформин от диабета 2 типа, варфарин от тромбов и метотрексат от аутоиммунных заболеваний и рака.
Садовски и его коллеги стремились определить, насколько велика роль генетических вариаций в изменчивости реакции на эти препараты, а также какие конкретно гены в этом участвуют.
«Если многое можно объяснить с помощью генетики, то генетику можно использовать в качестве хорошего предиктора того, как вы отреагируете на препарат», — сказал Садовски.
«Допустим, вы хотите принимать статины из-за уровня холестерина. Ваш врач может изучить вашу генетику и дать вам заключение, в том числе о возможных побочных эффектах. Если у вас есть предикторы, которые говорят, что вы хорошо отреагируете, и вероятность возникновения побочных эффектов низкая, то, скорее всего, начать лечение будет хорошим выбором».
Например, исследование выявило 156 генов, которые потенциально могут управлять вариацией воздействия статинов на уровень холестерина ЛПНП. В общей сложности около 9% вариации реакции на лекарства были отнесены к генетическим различиям от человека к человеку.
Кроме того, исследование показало, что взаимодействие генов и лекарств также может влиять на предсказательную силу инструмента генетического риска, известного как полигенная оценка. Полигенные оценки используются для суммирования совокупного эффекта большого количества генетических вариантов для оценки риска человека для развития определенной черты или заболевания. Модели для генерации этих оценок должны быть обучены на генетических данных больших популяций людей и имеют важные ограничения, включая то, что они в значительной степени основаны на данных людей европейского происхождения.
Исследование Садовски показало, что точность стандартных полигенных оценок, вероятно, будет ниже в клинических условиях, поскольку оно содержало данные как от пациентов, принимающих статины, так и от пациентов, не принимающих статины.
«Мы были удивлены, увидев, что полигенные предикторы показали столь существенные различия в результатах у людей, принимающих и не принимающих наркотики», — сказал Садовски.
«Мы также были удивлены масштабами наследуемости, связанной с приемом лекарств , для некоторых результатов. В совокупности это предполагает, что дополнительные генетические ассоциации и компоненты недостающей наследуемости могут быть выявлены в ходе будущих контекстно-специфических исследований сложных заболеваний».
Исследование имеет ряд ограничений, и в дальнейшем необходимо провести работу по повышению надежности выводов из данных наблюдений из биобанков и пониманию ограничений прогнозирования генетического риска.