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Pesquisadores analisaram imagens e dados genômicos do UK Biobank para encontrar informações sobre doenças raras do olho humano. Isso inclui distrofias retinianas – um grupo de distúrbios hereditários que afetam a retina – que também são a principal causa de certificação de cegueira em adultos em idade produtiva.
A retina é encontrada na parte de trás do olho. É um tecido em camadas que recebe luz e a converte em um sinal que pode ser interpretado pelo cérebro. Cada camada da retina compreende diferentes tipos de células que desempenham um papel único neste processo de conversão de luz.
Para este estudo publicado na revista Genética PLOS, os pesquisadores se concentraram nas células fotorreceptoras (PRCs), que são células detectoras de luz encontradas na retina. Essas células podem ser visualizadas de forma não invasiva usando tomografia de coerência óptica (OCT), um serviço agora comumente oferecido em muitos oftalmologistas. Usando dados de imagem OCT e dados genômicos armazenados no UK Biobank, os pesquisadores foram capazes de gerar o maior estudo de associação de PRCs em todo o genoma.
Distrofias retinianas raras
Doenças raras da retina são freqüentemente causadas por mutações hereditárias em genes expressos por PRCs. Essas mutações fazem com que a retina funcione incorretamente, resultando em deficiência visual ou até cegueira. Embora essas doenças individuais sejam raras, juntas são a principal causa de cegueira em adultos em idade produtiva.
“Tivemos acesso a imagens acopladas e dados de genótipos em uma escala que não havia sido vista em um estudo desse tipo”, disse Hannah Currant, ex-aluna de doutorado do Instituto Europeu de Bioinformática da EMBL (EMBL-EBI) e bolsista de pós-doutorado no Novo Nordisk Centro da Fundação para Pesquisa de Proteínas (CPR) Universidade de Copenhague. “O acesso a esta enorme quantidade de dados foi fundamental para o estudo e nos permitiu identificar ligações genéticas com raras distrofias retinianas. Este trabalho identificou novos caminhos para a pesquisa e gerou novas questões sobre raras distrofias retinianas.”
Ligando genótipo e fenótipo
OCT produz imagens de alta resolução que podem ser usadas para identificar as diferentes camadas e estruturas dentro da retina. Essas imagens são comumente usadas na clínica para auxiliar no diagnóstico de distúrbios oculares. Para este estudo, os pesquisadores usaram imagens de OCT e as informações genômicas e médicas correspondentes de mais de 30.000 participantes armazenadas no UK Biobank.
“O UK Biobank é um recurso rico e inestimável que tem um enorme potencial para permitir a medicina genômica”, disse Ewan Birney, vice-diretor geral do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL). “Há muito potencial esperando para ser liberado dos dados armazenados lá, o que nos permite entender a biologia humana e como e quando isso dá errado na doença”.
Impulsionando a medicina genômica
Os pesquisadores conduziram estudos de associação do genoma (GWAS) nos dados do Biobank do Reino Unido para procurar variações genéticas ligadas a diferenças na espessura das camadas da RPC. Isso os levou a identificar variações genômicas associadas à espessura de uma ou mais camadas da PRC, incluindo aquelas com associações anteriores com doenças oculares conhecidas. As associações genômicas recém-identificadas são armazenadas e podem ser acessadas abertamente por meio do Catálogo GWAS.
Algumas dessas variantes genéticas eram conhecidas por estarem ligadas a doenças oculares, mas, surpreendentemente, várias variantes genéticas relativamente comuns estavam próximas a genes conhecidos por causar doenças oculares genéticas raras quando interrompidas. Em um caso, os pesquisadores foram capazes de explorar como combinações de variantes comuns perto de genes conhecidos por estarem envolvidos em doenças oculares raras alteram a estrutura da retina. Isso dá mais confiança ao analisar coleções específicas de doenças raras para ver como essas variantes comuns específicas podem afetar a doença.
“A análise bioinformática sistemática de coortes de dados de participantes em grande escala está impulsionando o futuro da medicina genômica”, disse Omar Mahroo, professor de neurociência da retina no University College London e consultor oftalmologista no Moorfields Eye Hospital. “Ter acesso a esses dados e ser capaz de fazer essas conexões entre os fenótipos da doença e a variação genética abrirá muitas novas oportunidades para o diagnóstico e a terapêutica de doenças modernas”.
Desenvolver uma compreensão molecular de como o ecossistema humano – os fatores sociais, físicos e biológicos aos quais estamos expostos ao longo de nossas vidas – interage com nossa composição genética para influenciar nossa saúde é uma prioridade para o EMBL. Saiba mais sobre como os pesquisadores do EMBL aproveitarão a profundidade e a amplitude sem precedentes dos dados emergentes de coorte humana para ajudar em nossa compreensão das doenças humanas.
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