Sequenzierung von 100.000 Genomen, um die nigerianische Genomik zu revolutionieren

Stephanie kam 2021 als stellvertretende Redakteurin zu Drug Discovery News. Sie promovierte 2019 an der University of California Los Angeles und hat für das Discover Magazine geschrieben,...

Seltene Variationen im menschlichen Genom können enorme Auswirkungen auf das Verständnis von Krankheiten und die Entwicklung neuer Behandlungen haben. Wissenschaftler suchen nach diesen seltenen Varianten, indem sie die Genome so vieler Menschen wie möglich analysieren und nach dem einen Diamanten suchen, der den Schlüssel zur Heilung einer tödlichen Krankheit offenbart. Die meisten genetischen Datenbanken verfügen über zahlreiche Informationen zur Genomsequenz von Menschen europäischer und asiatischer Abstammung, es fehlen jedoch die genetischen Daten eines ganzen Kontinents von afrikanischen Menschen. Es gibt wahrscheinlich seltene genetische Varianten, die nur bei Afrikanern vorkommen und die sie einem höheren Risiko für die Entwicklung nichtübertragbarer Krankheiten aussetzen. Die Einbeziehung dieser genetischen Daten in zukünftige genomweite Assoziationsstudien wird es Wissenschaftlern ermöglichen, genauer vorherzusagen, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Person afrikanischer Abstammung eine bestimmte Krankheit entwickelt, und die Identifizierung neuer genetischer Varianten kann zur Entwicklung neuer Therapeutika führen.

Die Afrikaner leben in mehr als 50 Ländern und sind Angehörige noch mehr ethnischer Gruppen. Sie stellen die vielfältigste Bevölkerung der Welt dar. Aber im Jahr 2019 umfassten nur 3 % der Genomstudien afrikanische Populationen (1). Im Jahr 2021 sank diese Zahl tatsächlich auf 1,1 % (2).

„Es ist jetzt schlimmer“, sagte Segun Fatumo, Genomforscher an der London School of Hygiene and Tropical Medicine und Co-Leiter des African Centre for Translational Genomics (ACTG). „Es besteht Bedarf an weiteren Genomstudien in afrikanischen Populationen.“

Um diesen Trend umzukehren, machten sich Fatumo und seine Kollegen von ACTG zusammen mit dem Biotechnologieunternehmen 54gene mit Sitz in Lagos und Washington DC daran, die Genome von 100.000 Menschen in Nigeria zu sequenzieren – dem bevölkerungsreichsten und ethnisch vielfältigsten Land Afrikas (3). In Nigeria werden 500 Sprachen gesprochen und es ist die Heimat von 300 ethnischen Gruppen. Die Sequenzierung von 100.000 Nigerianern wird Forschern im Vergleich zu anderen Sequenzierungsbemühungen ein besseres Bild der genomischen Vielfalt in Afrika vermitteln. Ihr nigerianisches 100K-Genomprojekt ist das erste seiner Art auf dem afrikanischen Kontinent. Fatumo und sein Team hoffen, damit besser zu verstehen, wie sich nichtübertragbare Krankheiten wie Krebs, Herzerkrankungen, Stoffwechselerkrankungen und viele andere auf Afrikaner auswirken. Die Initiative wird nigerianische und andere afrikanische Genomforscher in die Lage versetzen, potenzielle Krankheitsgene zu identifizieren und neue Therapeutika für diese zu entwickeln, die Afrikanern und anderen Menschen auf der ganzen Welt zugute kommen.

Ich wurde in Lagos, Nigeria, in einer Familie mit sechs Kindern geboren. Mein kleiner Bruder hatte große Schmerzen und weinte die ganze Zeit. Wir fanden schließlich heraus, dass er an Sichelzellenanämie litt und dass alle in der Familie ebenfalls Sichelzellenanämie hatten. Sichelzellanämie-Merkmale bedeuten, dass eine Person nur ein Sichelzellanämie-Allel hat, während Menschen mit Sichelzellanämie zwei Allele haben. Als ich aufwuchs, entdeckte ich auch, dass ich aufgrund meiner Sichelzellanämie vor Malaria geschützt bin. Ich wollte verstehen, was vor sich ging, und so begann ich, mich für Gene und ihre Rolle für die Gesundheit zu interessieren.

In Afrika waren Infektionskrankheiten im Laufe der Jahre das größte Problem. Doch in den letzten Jahren nehmen nicht übertragbare Krankheiten wie Nierenerkrankungen und Typ-2-Diabetes in afrikanischen Ländern schneller zu als in Ländern mit hohem Einkommen (4). Das ist besorgniserregend, deshalb wollen wir die Prävalenz verschiedener nicht übertragbarer Krankheiten in der nigerianischen Bevölkerung zuverlässig beurteilen. Nigeria weist eine große Vielfalt hinsichtlich der ethnischen Zugehörigkeit und der gesprochenen Sprachen auf und ist daher ein guter Ausgangspunkt.

Wir befinden uns in der Phase, in der wir unsere Proben von den Teilnehmern gesammelt haben, und führen nun die Genomsequenzierung und Sequenzierung des gesamten Exoms an den Proben durch. Nigeria ist in sechs geopolitische Zonen unterteilt, daher sequenzieren wir die Personen in jeder dieser Zonen, um sicherzustellen, dass wir über eine repräsentative Stichprobe verfügen. Wir untersuchen die genomischen Unterschiede zwischen ländlichen und städtischen Bevölkerungsgruppen, um die Prävalenz verschiedener Krankheiten abzuschätzen. Wir haben auch Proben von Menschen in verschiedenen Krankenhäusern mit bestimmten nicht übertragbaren Krankheiten gesammelt. Wir konzentrieren uns auf Nierenerkrankungen und Sichelzellenanämie.

Die Leute sind wirklich bereit, mitzumachen, und einer der Gründe dafür ist, dass wir uns vor Beginn der Probenahme intensiv in der Community engagiert haben. Wir haben mit Interessenvertretern, Kulturführern, religiösen Führern und anderen Führern in der Gemeinschaft gesprochen. Die Menschen wussten, was wir vorhatten und welchen potenziellen Nutzen unsere Studie haben könnte, nicht nur für sie als Einzelperson, sondern auch für eine schwarze Person, die in Nigeria lebt, oder eine schwarze Person, die im Ausland lebt. Die Menschen sind wirklich gespannt, was in ihrem Körper vorgeht.

Wir machen etwas, was noch nie zuvor gemacht wurde, daher gibt es viele Herausforderungen. Bevor wir mit der 100.000-Probenahme begannen, führten wir Pilotstudien mit einigen Proben durch, um zu sehen, ob die Leute uns akzeptieren würden. Manche Menschen stehen einer Blutabnahme sehr skeptisch gegenüber. Einige Nigerianer glauben, dass ihr Blut von anderen für Juju verwendet werden kann, um Geld zu verdienen. Deshalb haben wir vor der Blutentnahme sichergestellt, dass wir ihre Einverständniserklärung eingeholt haben, und erklärt, wie wir ihr Blut verwenden würden.

Da Nigeria sehr vielfältig ist, mussten wir unseren Fragebogen in viele verschiedene Sprachen übersetzen, darunter Yoruba im Westen und Südwesten und Fulani oder Hausa im Norden. Außerdem ist es sehr schwierig, alles in der Landessprache zu interpretieren. Wir haben keine Wörter, die sich auf Yoruba, Fulani oder Hausa direkt mit „Genomik“ oder „DNA“ übersetzen lassen. Wir müssen diese Worte beschreiben, indem wir Dinge sagen wie: „Du gehörst deinem Vater und deiner Mutter und du ähnelst ihnen, weil du dieselben Eigenschaften mit ihnen hast.“

Es gab so viele Veränderungen in der Genomik-Community in Afrika. Vor Jahren kamen Menschen aus Ländern mit hohem Einkommen nach Afrika, sammelten Proben aus unseren Ländern und flogen die Proben zur Analyse in ihr eigenes Land. Sie würden die Studie ohne Berücksichtigung der Wissenschaftler hier durchführen, aber das hat sich geändert. Jetzt sind wir an einem Ort, an dem wir unseren eigenen Leuten die Möglichkeit geben können, Proben aus verschiedenen Teilen Afrikas zu sammeln, die Analyse durchzuführen und unsere eigenen Artikel zu veröffentlichen. Das bedeutet natürlich nicht, dass wir nicht zusammenarbeiten. Wir arbeiten umfassend mit anderen Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zusammen, möchten aber auch die Führung bei der Durchführung von Studien in Afrika übernehmen. Wir glauben, dass das nigerianische 100K-Genomprojekt eine Genom-Revolution in Afrika vorantreiben wird. Wir werden nicht bei 100.000 Genomen Halt machen; Dies wird in Zukunft auch auf andere Länder Afrikas ausgeweitet. Wir sind sehr gespannt, denn wir wollen nicht, dass Afrika bei den Genomstudien ins Hintertreffen gerät. Wir befinden uns in einem Zustand, in dem Afrikaner die Agenda für unsere eigenen Genomstudien bestimmen, und das ist sehr wichtig.

Ich bin begeistert von den potenziellen Vorteilen dieser Studie. Es gibt ein Gen namens PCSK9, das für die Senkung des Cholesterinspiegels im Blut verantwortlich ist, einem Risikofaktor für Herzerkrankungen. Dieses Gen führte vor Jahren zur Entdeckung eines Arzneimittels, das heute für die Senkung des Cholesterinspiegels im Blut von großer Bedeutung ist. Der einzige Grund, warum die Forscher dieses Gen fanden, war, dass sie Personen mit afrikanischer Abstammung in die Forschungsstudie einbezogen hatten. Hätten sie nicht Menschen afrikanischer Abstammung einbezogen, gäbe es diese Droge heute nicht.

Ich gehe davon aus, dass die genetischen Varianten, die wir finden, mit verschiedenen nicht übertragbaren Krankheiten in Zusammenhang stehen, da wir wissen, dass es in der nigerianischen Bevölkerung so viele genetische Varianten gibt, die in keiner anderen Bevölkerung vorkommen. In fünf bis zehn Jahren werden wir hoffentlich eine Behandlung für Nierenerkrankungen, Typ-2-Diabetes oder Krebs finden, wer weiß? Ich bin sehr gespannt auf das neue Medikament, das durch diese Studie entdeckt werden könnte.

Dieses Interview wurde aus Gründen der Länge und Klarheit bearbeitet.

Stephanie kam 2021 als stellvertretende Redakteurin zu Drug Discovery News. Sie promovierte 2019 an der University of California Los Angeles und hat für das Discover Magazine geschrieben,...

Ausgabe Februar 2023