В ходе наиболее полного исследования связи между генетической изменчивостью и метаболизмом человека исследователи предоставили беспрецедентную информацию о том, как генетические варианты влияют на сложные заболевания и реакцию на лекарства через метаболические пути.Команда связала 145 генетических областей с более чем 400 молекулами, участвующими в метаболизме человеческой крови. Этот атлас генетических ассоциаций с метаболизмом предоставляет много новых возможностей для понимания молекулярных путей, лежащих в основе ассоциаций с общими сложными заболеваниями.Метаболические молекулы, известные как метаболиты, включают широкий спектр различных молекул, таких как витамины, липиды, углеводы и нуклеотиды.
Они составляют части или являются продуктами всех биологических путей. Этот новый компендиум ассоциаций между генетическими регионами и уровнями метаболитов предоставляет мощный инструмент для идентификации генов, которые могут быть использованы в тестах на лекарства и диагностические тесты для широкого спектра метаболических нарушений.«Огромное количество обнаруженной нами биологической информации невероятно, — говорит доктор Николь Соранцо, старший автор из Wellcome Trust Sanger Institute. «Приятно думать, что теперь исследователи могут использовать эту свободно доступную информацию, чтобы лучше понять молекулярные основы широкого спектра метаболических ассоциаций».Команда измерила уровни большого количества метаболитов, как уже известных, так и многих еще не охарактеризованных, по разным метаболическим путям.
Они обнаружили 90 новых генетических ассоциаций, что в три раза превышает число известных генетических ассоциаций с метаболитами. Во многих случаях, когда метаболиты были известны, команде удавалось связать молекулу с функцией гена. Они сопоставили гены с их вероятными субстратами или продуктами и связали их с рядом состояний, включая гипертонию, сердечно-сосудистые заболевания и диабет.Кроме того, они обнаружили, что эти генетические регионы преимущественно соответствуют генам, на которые в настоящее время нацелены программы разработки лекарств.
Это дает новые возможности для оценки генетического влияния на реакцию на лекарства и для оценки потенциала существующих лекарств для лечения широкого спектра заболеваний.«Мы разработали базу данных с открытым доступом, которая позволяет исследователям легко просматривать результаты, понимать генетические варианты, связанные с метаболизмом одного метаболита за раз и в контексте полной метаболической сети», — говорит доктор Габи Кастенмюллер, соавтор. из Центра Гельмгольца в Мюнхене, Германия. «Эта база данных будет способствовать открытию лекарств от метаболических нарушений, а также поможет исследователям понять биологию, лежащую в основе болезни».
Другие ассоциации предлагают заманчивые возможности для дальнейшего изучения. Например, ряд выявленных генетических ассоциаций включал ароматические кислоты, такие как триптофан, которые важны для работы мозга.
Хотя это исследование не измеряло ассоциацию метаболитов в головном мозге, эти генетические данные открывают новые возможности для оценки потенциального генетического влияния на функцию мозга и реакции на лекарства, которые влияют на функцию мозга, такие как антидепрессанты.«Эта работа открывает важное новое окно в генетические вариации, лежащие в основе метаболизма человека, — сказал д-р Эрик Фауман, соавтор исследования и младший научный сотрудник Pfizer Inc. , мы надеемся расширить нашу способность предоставлять эффективные новые лекарства для пациентов с различными заболеваниями ».