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I database del DNA sono troppo bianchi. Quest'uomo mira a risolvere il problema.
La ricerca di Carlos D. Bustamante per le variazioni genetiche tra le popolazioni dovrebbe aiutarci a comprendere e curare meglio le malattie.
15 ottobre 2018
Foto di Carlos D. Bustamante
Nei 15 anni trascorsi da quando il Progetto Genoma Umano ha esposto per la prima volta il nostro progetto del DNA, sono state raccolte grandi quantità di dati genetici da milioni di persone in molte parti diverse del mondo. Il compito di Carlos D. Bustamante è cercare in quei dati genetici indizi su qualsiasi cosa, dalla storia antica e dai modelli di migrazione umana ai motivi per cui le persone con origini diverse sono così variegate nella loro risposta alle malattie comuni.
La carriera di Bustamante ha attraversato all'incirca il periodo dal completamento del Progetto Genoma Umano. Professore di genetica e scienza dei dati biomedici a Stanford e vincitore nel 2010 di un premio per il genio di MacArthur, ha contribuito a svelare la complessa variazione genetica tra le diverse popolazioni. Queste varianti significano che le cause delle malattie possono variare notevolmente tra i gruppi. Parte della motivazione di Bustamante, che è nato in Venezuela e si è trasferito negli Stati Uniti quando aveva sette anni, è usare quelle intuizioni per ridurre le disparità mediche che ancora ci affliggono.
Questa storia faceva parte del nostro numero di novembre 2018
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Ma mentre è un'area matura con il potenziale per migliorare la medicina, è anche irta di controversie su come interpretare le differenze genetiche tra le popolazioni umane. In un'epoca ancora ossessionata dalla razza e dall'etnia - e segnata dal frequente uso improprio della scienza nella definizione delle caratteristiche dei diversi gruppi - Bustamante rimane imperterrito nella ricerca delle sfumature genetiche che questi gruppi mostrano.
Forse il suo ottimismo è dovuto alla sua personalità: poche frasi passano senza un aspetto fantastico o straordinariamente eccitante. Ma è anche il suo riconoscimento come genetista della popolazione dell'incredibile opportunità che offre la comprensione delle differenze nei genomi umani per migliorare la salute e combattere le malattie.
David Rotman, Revisione della tecnologia del MIT L'editore in generale, ha discusso con Bustamante del motivo per cui è così importante includere più persone negli studi genetici e comprendere la genetica di diverse popolazioni.
Quanto siamo bravi ad assicurarci che i dati genomici che stiamo raccogliendo siano inclusivi?
Sono ottimista, ma non è ancora arrivato.
Nel nostro articolo del 2011, la statistica che avevamo era che oltre il 96% dei partecipanti a studi di associazione sull'intero genoma erano di origine europea. Nel follow-up del 2016, il numero è passato dal 96% a circa l'80%. Quindi sta migliorando. Sfortunatamente, o forse per fortuna, molto di ciò è dovuto all'ingresso della Cina nella genetica. Molto di ciò era dovuto a studi su larga scala nelle popolazioni cinesi e dell'Asia orientale. Gli ispanici, ad esempio, costituiscono meno dell'1% degli studi di associazione sull'intero genoma. Quindi dobbiamo fare di meglio. In definitiva, vogliamo che la medicina di precisione vada a vantaggio di tutti.
A parte una questione di equità, perché la diversità nei dati genomici è importante? Cosa ci manca senza di essa?
Innanzitutto, non ha nulla a che fare con la correttezza politica. Ha tutto a che fare con la biologia umana e il fatto che le popolazioni umane e la grande diaspora delle migrazioni umane hanno lasciato il segno nel genoma umano. Le basi genetiche della salute e della malattia hanno componenti condivisi tra le popolazioni umane e cose che sono uniche per popolazioni diverse.
Come si gioca?
Il diabete è un ottimo esempio. Se osserviamo la genetica del diabete, sono diversi in diverse parti del mondo. All'inizio degli anni 2010, il Broad [Institute of MIT and Harvard] ha condotto uno studio con l'Istituto nazionale di medicina genomica in Messico per studiare la genetica del diabete. Abbastanza sicuro, hanno trovato una variante genetica che ha una frequenza del 25% in Messico che non si vede nelle popolazioni europee, dell'Asia orientale o africana. È ampiamente visto solo nelle Americhe e sottolinea gran parte della disparità etnica nel diabete.
Non possiamo usare la genetica allo scopo di cercare di definire le storie che raccontiamo su noi stessi.
Abbiamo fatto ricerche su tratti apparentemente innocui come i capelli biondi. Non esiste un fenotipo più sorprendente. Alcune persone hanno i capelli biondi e altre no. E la causa dei capelli biondi in Melanesia è completamente diversa dalla causa in Europa, e sono i capelli biondi. Allora perché pensi che il diabete, le malattie cardiache, tutti questi altri tratti complessi avranno cause identiche in tutti gli esseri umani? Non ha senso.
Si scopre che la più alta prevalenza di asma [negli Stati Uniti] è negli individui di origine portoricana, seguiti da individui di origine afroamericana, seguiti da origini europee. Le persone con il tasso più basso di asma sono quelle di origine messicana. Hai due delle popolazioni ispaniche agli estremi opposti dello spettro.
Perché dettagliare queste differenze genetiche è utile per la medicina?
Se l'eziologia genetica della malattia è diversa, ci dà l'opportunità di scoprire nuovi bersagli farmacologici. Ci offre una nuova biologia che poi può essere utilizzata anche per coloro che non necessariamente soffrono della malattia in quel modo. È importante per la scoperta di farmaci. Se pensi che sia come cercare petrolio, abbiamo cercato petrolio solo nel Mare del Nord. Ci sono molti altri posti in cui cercare e questo va a vantaggio di tutti.
In secondo luogo, stiamo scoprendo che i punteggi di rischio poligenico [previsioni del rischio di malattia basate su test genetici] per l'ascendenza europea non si traducono facilmente in altre popolazioni. Se non abbiamo un'ampia rappresentanza nella genetica medica e di popolazione, corriamo il rischio di aumentare le disparità di salute, il che sarà un terribile risultato per la medicina di precisione e la salute di precisione.
Quindi non sei deluso dalla mancanza di progressi nell'inclusione di più popolazioni nei dati genomici?
In realtà sono super eccitato. Abbiamo svolto un ottimo lavoro nell'estrazione di bersagli farmacologici in Europa. L'Islanda ha aperto la strada, la Gran Bretagna ha aperto la strada e ora la Finlandia. Quindi stiamo sfruttando tutte quelle risorse: fantastiche. Ma che dire dell'America Latina? E l'Africa? E l'Asia meridionale? Tutti quei posti hanno moltissimo da contribuire alla nostra comprensione della salute e della malattia.
È sia un obbligo morale che un'opportunità scientifica persa se non andiamo a lavorare in quelle popolazioni.
Molti ricercatori genetici hanno a lungo sostenuto che la razza non ha basi nella scienza. Ma il dibattito non sembra svanire .
In un contesto globale non esiste un modello di tre, cinque o anche 10 razze umane. C'è un ampio continuum di variazione genetica strutturato e ci sono sacche di popolazioni isolate. Tre, cinque o 10 razze umane semplicemente non sono un modello accurato; è molto più di un modello continuo.
Gli esseri umani sono una specie meravigliosamente diversificata sia dal punto di vista fenotipico che genetico. Questa è una genetica di popolazione molto classica. Se cammino da Capo Horn fino in cima alla Finlandia, ogni villaggio sembra il villaggio accanto, ma agli estremi le persone sono diverse.
Ma come genetista di popolazioni?
Non trovo la razza un modo significativo per caratterizzare le persone.
Cammini su una linea difficile, però, vero? Stai sottolineando l'importanza della varianza tra le diverse popolazioni, ma non vuoi rafforzare le vecchie categorie di razza.
Non possiamo usare la genetica allo scopo di cercare di definire le storie che raccontiamo su noi stessi. I determinanti sociali della salute sono spesso molto più importanti dei determinanti genetici della salute, ma ciò non significa che i determinanti genetici non siano importanti. Quindi devi abbracciare la complessità e capire come traduciamo questo per un ampio pubblico in generale.
In realtà sono un ottimista. Penso che il mondo stia diventando un posto meno razzista. Se parli con la prossima generazione di persone, millennial in giù, quelle ideologie ripugnanti vengono buttate via. Ciò significa che ci dà uno spazio per pensare ora a quale ruolo gioca la genetica nella salute, nelle malattie e nell'evoluzione umana in modi che possiamo comprendere con sobrietà e affrontare problemi importanti.
Non possiamo permettere che la genetica venga dirottata dalla politica dell'identità. Se inizi a permettere che la politica e altri interessi entrino in gioco, confondi le acque. Devi lasciare che siano i dati a guidare. Devi lasciare che i risultati conducano. E il resto seguirà.
Bias dei dati negli studi sul DNA
La medicina di precisione sta diventando più precisa per alcuni, ma lascia indietro molti altri. E quelli lasciati indietro sono spesso persone con origini latinoamericane, africane, native americane e altre che sono sottorappresentate nei database genomici.
Di gran lunga, la maggior parte dei dati negli studi di associazione sull'intero genoma, che sono stati fondamentali per individuare varianti genetiche legate a malattie comuni, provengono da persone con origini europee. Nel 2011, Carlos D. Bustamante ei suoi colleghi hanno denunciato le disparità e la conseguente minaccia che la medicina genomica andrà a beneficio in gran parte di pochi privilegiati. Negli anni successivi la raccolta di dati genomici è esplosa, ma le disparità permangono. Nel 2016 Alice Popejoy, dottoranda all'Università di Washington e ora post-doc nel laboratorio di Bustamante, ha aggiornato i risultati sulla rivista Natura , riscontrando scarsi progressi per la maggior parte dei gruppi di popolazione.
Un risultato di questa mancanza di dati è che i test genetici possono essere meno rilevanti e accurati per le persone appartenenti a gruppi sottorappresentati. I test genetici dei consumatori sempre più diffusi possono essere fuorvianti o semplicemente sbagliati e i test genetici medici per alcune malattie comuni sono spesso inconcludenti. Allo stesso modo, afferma Popejoy, i falsi positivi e i falsi negativi nelle diagnosi genetiche sono più comuni nelle persone con origini non europee, perché i risultati vengono interpretati utilizzando database incompleti o distorti verso l'ascendenza europea.