G-quoi?: Une introduction à l’étude d’association pangénomique (GWAS)

Brin d'ADN

Lorsque le séquençage réussi du génome humain a été annoncé pour la première fois au début de 2003, beaucoup pensaient que cela allait révolutionner notre compréhension de la santé et de la maladie. Grâce à cet effort d’une décennie qui a coûté près de 3 milliards de dollars, les scientifiques ont minutieusement identifié le code génétique qui fait de nous ce que nous sommes et a un impact sur bon nombre de nos traits et caractéristiques. Mais s’il s’agissait d’une réalisation exceptionnelle, cela ne marquait que les premiers pas dans la manière dont nous donnons un sens à nous-mêmes et à notre ADN. Pour bien comprendre comment ce code détermine la taille d’une personne ou le risque de développer une maladie cardiaque, les scientifiques ont dû travailler pour comparer des milliers, voire des millions, de génomes d’individus. Participez à l’étude sur l’association génomique ou GWAS.

ABC de l’ADN

Tout d’abord, prenons du recul pour mieux comprendre ce qui compose notre génome. Notre génome est composé d’ADN; les molécules appelées nucléotides sont ses éléments constitutifs. Les nucléotides peuvent être l’une des 4 options – adénine, thymine, cytosine et guanine, plus communément désignées par «A», «T», «C» et «G». Lorsqu’ils sont combinés sur de longues périodes, ces nucléotides peuvent former des gènes. Dans nos cellules, ces gènes sont lus et utilisés comme instructions pour fabriquer des protéines, qui remplissent un éventail ahurissant de fonctions dans notre corps. Les protéines agissent comme des messagers, aident à protéger notre corps et donnent une structure à nos cellules, parmi de nombreuses autres tâches importantes.

Notre génome contient l’ADN qui compose tous nos gènes – plus de 20 000 au total! En plus de tous nos gènes, notre génome contient de longues étendues de nucléotides qui ne sont pas transformés en protéines, et les scientifiques travaillent toujours pour comprendre ce qu’ils font tous. En tout, le génome humain compte 3,2 milliards de nucléotides. Sur ces 3,2 milliards de nucléotides, tous les humains partagent environ 99,9% de ces lettres. Le 0,1% restant de notre génome, qui représente encore 3 millions de nucléotides, varie selon les personnes et les populations et contrôle ce qui nous rend tous uniques.

Un nucléotide qui peut varier d’une personne à l’autre est appelé polymorphisme mononucléotidique, ou SNP (prononcé «snip»). Par exemple, à un SNP particulier, 80% de la population a un nucléotide «G», tandis que les 20% restants ont un «C» à la place. Ces SNP expliquent pourquoi 2 personnes pourraient avoir des sentiments différents sur le goût de la coriandre, ou pourquoi l’une pourrait être plus susceptible de développer une démence que l’autre.

Mieux ensemble: la puissance de GWAS

Bien que nous sachions que les SNP contribuent à induire des différences dans nos traits, la difficulté consiste à déterminer quels SNP sont corrélés à quels traits. C’est là qu’intervient la magie de l’étude d’association pangénomique, ou GWAS. Un GWAS examine les données génétiques de milliers, et parfois même de millions d’individus ainsi que des informations sur un trait particulier, comme leur indice de masse corporelle ou sentiments de solitude . Les scientifiques peuvent alors comparer toutes ces données et trouver les SNP particuliers qui sont en corrélation (ou «associés») avec le risque d’une personne de développer une maladie particulière ou d’avoir un trait particulier. Ces résultats sont souvent affichés sur une «parcelle de Manhattan» bien nommée, où les SNP les plus significatifs en corrélation avec le trait montent comme des gratte-ciel.

Parcelle de Manhattan d'un GWAS

Après avoir identifié les SNP qui sont le plus corrélés au trait d’intérêt de l’étude, les scientifiques travaillent ensuite à déterminer les gènes dans lesquels ces SNP résident. Plusieurs fois, les SNP sont dans ou à proximité de gènes qui aident à contrôler les processus liés au trait. Par exemple, un Etude GWAS l’examen des variantes génétiques qui influencent les allergies a révélé que de nombreux SNP identifiés pouvaient être trouvés dans des gènes qui contrôlent l’inflammation et le système immunitaire. D’autres fois, les chercheurs peuvent effectivement trouver de nouveaux gènes qui jouent un rôle dans une maladie ou un trait particulier grâce à un GWAS. En plus d’une meilleure compréhension des SNP qui interviennent dans une maladie particulière, les précieuses informations tirées d’études pangénomiques comme celles-ci peuvent même conduire à la découverte de nouvelles façons de traiter la maladie!

Tous les GWAS ne sont pas créés égaux

Deux études d’association à l’échelle du génome examinant le même trait ou la même maladie peuvent identifier différents nombres de SNP. L’un des principaux facteurs qui contrôlent cela est le nombre de participants à une étude. Bon nombre des tout premiers GWAS ont utilisé des centaines ou des milliers de personnes et n’ont identifié que des SNP extrêmement importants. En revanche, avec l’essor actuel des tests génétiques motivé par un coût toujours plus faible, les études examinent régulièrement les données génétiques de millions d’individus. En incluant des pools toujours plus importants de participants à l’étude, les chercheurs ont plus de puissance statistique pour identifier les SNP qui peuvent exercer une influence sur un trait particulier.

Les populations sélectionnées pour l’étude sont un autre facteur qui peut déterminer les résultats d’un GWAS. De nombreuses études examinent les données génétiques uniquement d’individus d’ascendance européenne, et les résultats peuvent ne pas être transférés à d’autres populations ou l’étude peut manquer des SNP importants qui n’apparaissent principalement que dans certaines populations. Divers efforts pour augmenter la diversité de la recherche génomique sont en cours, dans le but de faire en sorte que chacun profite des découvertes en cours.

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Chez Nebula Genomics, nous avons lancé le Bibliothèque de recherche sur la nébuleuse pour permettre aux clients de voir les résultats des études GWAS, et ce que ces résultats signifient pour eux et leurs données génétiques. Nous organisons les dernières publications scientifiques qui révèlent de nouvelles informations sur les SNP à travers un éventail de traits et de maladies. Nous pensons que votre parcours et votre compréhension de vos données génétiques ne devraient pas s’arrêter le jour où vous obtenez vos résultats, mais devraient plutôt continuer à se développer à mesure que nos connaissances scientifiques progressent. Récemment, nous avons ajouté Score de risque polygénique calculs à chaque étude de la bibliothèque Nebula. Cet ajout passionnant permet aux utilisateurs de voir l’effet cumulatif de nombreux SNP liés à un trait ou une maladie particulier. Nous continuerons d’ajouter de nouvelles fonctionnalités qui permettent à nos utilisateurs de maximiser les informations qu’ils peuvent apprendre sur eux-mêmes et sur leurs génomes.
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