Gli scienziati creano il primo “atlante genetico” delle proteine

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Un team internazionale di ricercatori guidati da scienziati dell’Università di Cambridge e MSD ha creato la prima mappa genetica dettagliata delle proteine ​​umane, i principali elementi costitutivi della biologia. Queste scoperte promettono di migliorare la nostra comprensione di una vasta gamma di malattie e di aiutare lo sviluppo di nuovi farmaci.

Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista Nature, ha caratterizzato le basi genetiche del “proteoma” del plasma umano, identificando quasi 2000 associazioni genetiche con quasi 1.500 proteine. In precedenza, c’era solo una piccola parte di questa conoscenza, principalmente perché i ricercatori potevano misurare solo poche proteine ​​del sangue simultaneamente.

( Vedi anche:Scoperta una sorprendente nuova funzione di una classe di proteine).

I ricercatori hanno utilizzato una nuova tecnologia (“SOMAscan”) sviluppata da un’azienda, SomaLogic, per misurare 3.600 proteine ​​nel sangue di 3.300 persone. Hanno poi analizzato il DNA di questi individui per vedere quali regioni del loro genoma erano associate a livelli proteici , ottenendo un aumento di quattro volte rispetto alle conoscenze precedenti.

“Rispetto ai geni, le proteine ​​sono state relativamente poco studiate nel sangue umano, anche se sono gli” effettori “della biologia umana, sono modificate in molte malattie e sono gli obiettivi della maggior parte dei farmaci”, afferma il Dr. Adam Butterworth del Dipartimento di Sanità pubblica e cure primarie presso l’Università di Cambridge, autore senior dello studio. “Le nuove tecnologie ci consentono ora di iniziare a colmare questa lacuna nelle nostre conoscenze”.

Uno degli usi di questa mappa genetica è l’identificazione di particolari percorsi biologici che causano la malattia, esemplificati nel documento che individua  percorsi specifici che portano alla malattia di Crohn e all’eczema.

“Grazie alla rivoluzione della genomica negli ultimi dieci anni, siamo stati bravi a trovare associazioni statistiche tra genoma e malattia, ma la difficoltà è stata quindi identificare i geni e i percorsi che causavano malattie”, afferma il Dr. James Peters, uno dei i principali autori dello studio. “Ora, combinando il nostro database con quello che sappiamo sulle associazioni tra varianti genetiche e malattie, siamo in grado di dire molto di più sulla biologia della malattia”.

In alcuni casi, i ricercatori hanno identificato più varianti genetiche che influenzano i livelli di una proteina. Combinando queste varianti in un “punteggio” per quella proteina, sono stati in grado di identificare nuove associazioni tra proteine ​​e malattia. Ad esempio, MMP12, una proteina precedentemente associata a malattia polmonare, è risultata essere anche correlata alla malattia cardiaca, tuttavia, mentre i livelli più alti di MMP12 sono associati a un minor rischio di malattia polmonare, è vero il contrario nelle malattie cardiache e nell’ictus; questo potrebbe essere importante in quanto i farmaci sviluppati per colpire questa proteina per il trattamento di pazienti affetti da malattie polmonari potrebbero inavvertitamente aumentare il rischio di malattie cardiache.

Gli scienziati MSD hanno contribuito a mettere in evidenza come i dati genetici proteomici potrebbero essere utilizzati per la scoperta di nuovi farmaci. Ad esempio, oltre a evidenziare potenziali effetti collaterali, i risultati dello studio possono ulteriormente aiutare lo sviluppo di farmaci attraverso nuovi approfondimenti sugli obiettivi proteici di farmaci nuovi ed esistenti. Collegando farmaci, proteine, variazioni genetiche e malattie, il team ha suggerito farmaci esistenti che potrebbero essere utilizzati anche per trattare una malattia diversa.

I ricercatori stanno rendendo tutti i loro risultati disponibili alla comunità globale.

“Il nostro database è davvero solo un punto di partenza”, afferma il primo autore Benjamin Sun, anch’egli del Dipartimento di salute pubblica e cure primarie. “Abbiamo dato alcuni esempi in questo studio su come potrebbe essere usato, ma ora la comunità di ricerca sta iniziando a usarlo per trovare nuove applicazioni”.

La ricerca è stata finanziata da MSD, National Institute for Health Research, NHS Blood and Transplant, British Heart Foundation, Medical Research Council, UK Research and Innovation e SomaLogic.

Il Professor Metin Avkiran, Direttore medico associato presso la British Heart Foundation, ha dichiarato: “Sebbene il nostro DNA fornisca il nostro progetto individuale, sono le variazioni nella struttura, nella funzione e nella quantità delle proteine ​​codificate dai nostri geni che determinano la nostra predisposizione alle malattie e il nostro risposta ai farmaci. Questo studio fornisce nuove interessanti informazioni su come le proteine ​​nel sangue sono controllate dal nostro patrimonio genetico e apre opportunità per lo sviluppo di nuovi trattamenti per il cuore e le malattie circolatorie”.

Fonte: Nature

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