Internet on geenitiedon aarreaitta
Ilmaisista varianttitietokannoista voi esimerkiksi nähdä, miten yleinen potilaan geenimuunnos on. Suomalaiset ovat niin omalaatuisia, että ensimmäiseksi kannattaa suunnata SISu-tietokantaan.
Palotiellä on Meilahden lisäksi tutkimusryhmä Bostonissa.
Verkossa on nykyisin tarjolla kymmeniä varianttitietokantoja. Ne sisältävät tietoa siitä, millaisia muunnelmia eli variantteja ihmisen geeneistä löytyy. Niihin pääsee kuka tahansa käsiksi, ja vieläpä ilmaiseksi.
– Maailma on täysin muuttunut. Meille tutkijoille varianttitietokannat ovat tärkeitä perustyökaluja. Käytämme niitä jatkuvasti, kertoo Suomen molekyylilääketieteen instituutin tutkimusjohtaja, professori Aarno Palotie.
Hän tutkii useiden sairauksien perinnöllistä taustaa ja johtaa Helsingin yliopiston lisäksi tutkimusryhmää Bostonissa Massachusetts General Hospitalissa.
Geenitiedon määrä kasvaa ripeästi, sillä kokonaisia ihmisgenomeja sekvensoidaan kiihtyvällä tahdilla. Tekniikat ovat kehittyneet ja hinnat laskeneet. Ensimmäinen koko ihmisgenomin sekvensointi maksoi noin 2,7 miljardia dollaria, mutta nyt hinta on painunut 1 000 dollarin pintaan. Yhdysvaltalaisyritys Illumina on kertonut tavoitteekseen pudottaa hinta vuosikymmenen kuluessa 100 dollariin.
Geenit kertovat, tepsiikö lääke
Toistaiseksi harvat lääkärit käsittelevät potilaiden geenitietoa, mutta jatkossa käyttö tullee yleistymään. Geenitieto auttaa räätälöimään lääkehoitoja yksilöllisesti. Tätä on jo alettu tehdä esimerkiksi syöpähoidoissa.
Tiedetään myös, että monet lääkeaineet, kuten tietyt mielialalääkkeet, rytmihäiriölääkkeet, verenohennuslääkkeet ja kipulääke kodeiini vaikuttavat geeneistä riippuen. Esimerkiksi jos ihmisellä on tietty CYP2D6-geenin variantti, kodeiini ei tehoa. Tulevaisuudessa tällaista tietoa on yhä enemmän.
Varianttitietokannoista voi olla hyötyä kliinisessä työssä esimerkiksi tilanteessa, jossa potilaan sairaus on epäselvä.
– Tietokannoista lääkäri voi katsoa, onko esimerkiksi potilaalla oleva geenivariantti yleinen ja voisiko sillä olla jotain merkitystä sairauden kannalta, Palotie kertoo.
Tutkijoille varianttitietokannat tarjoavat monenlaisia mahdollisuuksia. Voi esimerkiksi selvittää, mikä on tietyn geenivariantin yleisyys Suomessa ja esiintykö sitä erityisen paljon jollain alueella, kuten Itä- tai Pohjois-Suomessa. Tällaisia tietoja tarjoaa SISu-tietokanta. Siihen on kerätty tietoa noin 10 000 suomalaisen geenivarianteista.
– SISu on hyvä lähtökohta, sillä se sisältää laajimmin geenitietoa suomalaisväestöstä. Siellä on myös linkit kansainvälisiin tietokantoihin.
Palotie itse käyttää SISun lisäksi tutkimuksessaan erityisesti gnomAD-tietokantaa, joka on laajin kansainvälinen varianttitietokanta. Se sisältää koko perimän sekvenssejä, kun useimmissa muissa tietokannoissa on vain eksomisekvenssejä. Eksomi tarkoittaa perimän proteiinia koodaavaa osaa, jota on noin 1,5 prosenttia ihmisen perimästä. Alueella sijaitsee suurin osa tautia aiheuttavista mutaatioista.
Suomalaiset ovat omaa laatuaan
SISu on suomalaisille tärkeä tietokanta, sillä geneettisesti tarkasteltuna suomalaisväestö muodostaa oman ryhmänsä. Tähän löytyy syy ihmiskunnan evoluutiosta ja levittäytymisestä maapallolle. Ihmislajin alkukehdossa Afrikassa geenikirjo on laajin. Ihminen on ollut siellä pisimpään, ja perimässä on ehtinyt ajan myötä tapahtua runsaasti muutoksia.
Kun dna monistuu ja solut jakautuvat, voi syntyä spontaanisti mutaatioita. Lisäksi perimää voivat muokata esimerkiksi siirtyvät geneettiset elementit sekä endogeeniset virukset. Tämä perimän muuttuminen on jatkuvaa – evoluutio ei pysähdy.
Suomeen ensimmäiset ihmiset tulivat suhteellisen myöhään ja eristäytyivät omille alueilleen. Meillä geenikirjo on siten paljon suppeampi kuin Afrikassa, sillä monet siellä jo syntyneet variaatiot eivät koskaan päätyneet Pohjolaan asti. Toisaalta alueiden eristyneisyyden vuoksi meille on rikastunut perimään aivan omia variantteja.
Tämä suomalaisten erilaisuus näkyy varianttitietokannoissa. Niistä pystyy hakemaan tietoja siitä, miten eri geenivariantit esiintyvät erilaisissa ihmispopulaatioissa.
– Tyypillisesti populaatioita on tietokannoissa kahdeksan: afrikkalaiset, latinot, eurooppalaiset poissulkien suomalaiset, askenaasijuutalaiset, itäaasialaiset, suomalaiset, eteläaasialaiset ja muut.
Palotien mukaan luokittelu ei ole täydellinen. Afrikkalaiset on laitettu yhteen etniseen ryhmään, vaikka siellä variaatio on suurta. Selvästi eniten geenitietoa löytyy valkoihoisista eurooppalaisista.
Matchmaker auttaa löytämään kohtalotovereita
Yleisten varianttitietokantojen lisäksi verkossa on suuri joukko tautikohtaisia tietokantoja, kuten syöpätietokanta COSMIC. Niissä on tietoa sairauksiin liittyvistä geenivarianteista, mutta myös muuta tietoa, kuten mutaation vaikutuksesta lääkeresistenssiin.
Suomalaiseen tautiperintöön liittyen on FinDis-tietokanta, joka sisältää geenitiedot ja kliiniset kuvaukset 35 sairaudesta. Sieltä voi hakea tietoa taudin tai geenin nimellä.
Varianttitietokannoissa geenitieto on klusteroitu. Siellä ei ole potilaskohtaista tietoa tai tapauskuvauksia. Sen sijaan Matchmaker Exchange -palvelun (https://www.matchmakerexchange.org) kautta avautuu mahdollisuus löytää eri puolilta maailmaa potilaita, joilla on sama harvinainen geenivariantti. Sitä kautta saa tietoja potilaiden oireista ja maantietellisestä sijainnista. Tähän palveluun pitää rekisteröityä.
Esimerkkejä verkossa olevista geenitietokannoista:
Yleisiä varianttitietokantoja:
› gnomAD (Genome Aggregation Database), https://gnomad.broadinstitute.org, sisältää noin 15 700 koko genomin sekvenssiä ja yli 125 000 eksomisekvenssiä ihmisiltä ympäri maailmaa.
› SISu (The Sequencing Initiative Suomi), http://www.sisuproject.fi, sisältää noin 10 000 suomalaisen eksomisekvenssit.
› ExAC (The Exome Aggregation Consortium), http://exac.broadinstitute.org, sisältää yli 60 000 eksomisekvenssiä.
› ClinVar https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/ kokoaa variantteja, jotka ovat potentiaalisesti kliinisesti merkittäviä .
Sairauskohtaisia tietokantoja:
› FinDis (Finnish disease heritage), http://findis.org/index.html sisältää tietoja ja sekvenssejä suomalaiseen tautiperintöön kuuluvista sairauksista.
› COSMIC (Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer) https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic, sisältää tietoja syöpiin liittyvistä mutaatioista.
