Chinese, UK Biobank Study Uncovers Genetic Associations of Brain Imaging Phenotypes

Tim internasional yang dipimpin oleh peneliti dalam studi Chinese Imaging Genetics (CHIMGEN) telah mengidentifikasi ratusan lokasi gen baru yang terkait dengan fitur otak yang ditemukan melalui pencitraan, yang dikenal sebagai fenotipe yang berasal dari pencitraan otak (IDPs).

Temuan Utama Penelitian

Pada hari Rabu di jurnal Nature Genetics, para penulis menyatakan, "Hasil kami menyediakan katalog berharga dari asosiasi genetik untuk fenotipe pencitraan otak dalam populasi yang lebih beragam."

Untuk analisisnya, tim melakukan studi asosiasi genome-wide (GWAS) dan meta-analisis GWAS lintas keturunan menggunakan data genotip array untuk 7.058 individu keturunan Han Tiongkok yang terdaftar dalam studi CHIMGEN dan lebih dari 33.200 peserta UK Biobank. Mereka mencari kontributor genetik untuk lebih dari 3.400 fenotipe berbasis pencitraan otak.

"Walaupun studi asosiasi genome-wide sebelumnya telah mengidentifikasi ribuan asosiasi genetik dengan fenotipe pencitraan otak, populasi non-[Eropa] sangat kurang terwakili," kata Chunshui Yu, penulis senior yang terafiliasi dengan Rumah Sakit Umum Universitas Medis Tianjin dan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, serta Jilian Fu, penulis pertama dari Rumah Sakit Umum Universitas Medis Tianjin, dalam sebuah email.

Secara keseluruhan, para peneliti menemukan 6.443 asosiasi dengan IDPs, termasuk beberapa yang menunjukkan preferensi untuk bagian tertentu dari genom atau subset fitur fenotipik.

Analisis Lintas Keturunan dan Penemuan Baru

Dalam analisis yang berfokus pada peserta keturunan Tiongkok saja, mereka menemukan 38 asosiasi IDP baru. Sementara itu, meta-analisis lintas keturunan yang melibatkan peserta UK Biobank menghasilkan 486 asosiasi IDP yang sebelumnya tidak dilaporkan.

"Hasilnya memperdalam pemahaman kita tentang arsitektur genetik IDP otak dengan menyediakan 524 asosiasi varian-IDP baru," lapor para penulis, "dan menyoroti pentingnya representasi yang lebih global dari populasi dalam studi genetika pencitraan otak."

Hampir 3.600 asosiasi melibatkan varian dengan dampak IDP yang sebanding di seluruh kelompok keturunan yang termasuk dalam studi, yang disebut tim sebagai varian ukuran efek serupa (SES). Di sisi lain, setidaknya 44 asosiasi melibatkan varian ukuran efek berbeda (DES) yang tampaknya memiliki ukuran efek terkait keturunan.

"Sesuai dengan studi sebelumnya pada sifat non-pencitraan, IDP otak juga menunjukkan lebih banyak asosiasi SES daripada asosiasi DES antar keturunan, yang menunjukkan bahwa sebagian besar asosiasi genetik untuk IDP yang diidentifikasi dalam satu populasi keturunan dapat diekstrapolasikan ke populasi lain," lapor para penulis, menambahkan bahwa "asosiasi DES juga kandidat potensial untuk menyelidiki perbedaan antar keturunan dari sifat terkait otak lainnya termasuk gangguan otak."

Relevansi dengan Kondisi Kesehatan Otak

Ketika para peneliti mengamati lebih dekat varian terkait IDP otak yang ditemukan dalam studi ini, mereka melacak varian di 15 lokasi yang tumpang tindih dengan situs yang sebelumnya dikaitkan dengan sifat terkait otak seperti kognisi atau kondisi neuropsikiatrik yang ditemukan dengan pendekatan non-pencitraan.

"Kumpulan varian genetik terkait IDP otak yang lebih besar mungkin menyediakan lebih banyak variabel instrumental untuk analisis randomisasi Mendelian guna mengidentifikasi IDP otak dengan efek kausal pada gangguan otak, yang dapat menghasilkan penanda pencitraan neuro yang lebih andal untuk gangguan mental dibandingkan dengan yang berasal dari perbandingan data pencitraan neuro antara pasien dan kontrol," tulis para penulis, menambahkan bahwa pekerjaan ini "dapat memfasilitasi pengembangan hipotesis baru untuk gangguan neuropsikiatrik."

Penutup

Penelitian ini menyoroti pentingnya representasi global dalam studi genetika pencitraan otak dan memberikan wawasan baru tentang arsitektur genetik IDP otak. Temuan ini membuka jalan untuk penelitian lebih lanjut yang dapat meningkatkan pemahaman kita tentang gangguan neuropsikiatrik dan menyediakan alat baru untuk diagnosis dan pengobatan.