So helfen uns die Gesetze der Genetik, chronischen Krankheiten vorzubeugen

Damit unsere Politik im Bereich der öffentlichen Gesundheit auf qualitativ hochwertigen wissenschaftlichen Erkenntnissen basiert, müssen Forscher die Ursachen der Krankheiten ermitteln, die unsere gesunde Lebenserwartung gefährden.

Auf diese Weise stellen wir sicher, dass Interventionen entwickelt werden, die die Gesundheit der Bevölkerung verbessern oder das Auftreten bestimmter Krankheiten verhindern oder verzögern können. Ein großer Teil der Studien, auf denen unsere Präventionsstrategien basieren sollen “beobachtend” sein. Diese bringen die Merkmale von mehreren tausend Personen (Ernährung, Rauchen, Bildungsstand, Cholesterin im Blut, Einkommen usw.) zusammen und untersuchen ihre Assoziationen mit dem Vorhandensein von Krankheiten oder ihrem Risiko, sie kurz oder mittel zu entwickeln. Begriff.

Diese Art der beobachtenden und nicht experimentellen Untersuchung unterliegt jedoch per Definition mehreren Verzerrungen die verhindern, dass eine starke Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen einem Risikofaktor und einer Krankheit hergestellt wird.

Die Forscher stützen sich auch auf randomisierte klinische Studien. Bei dieser Art von Studie werden die Teilnehmer zufällig in eine oder mehrere Gruppen eingeteilt, die verschiedenen untersuchten Behandlungen entsprechen. Als molekularer Epidemiologe und Forscher in der präventiven Kardiologie am Forschungszentrum des Instituts für Kardiologie und Pneumologie in Québec – Université Laval sehe ich, dass diese randomisierten klinischen Studien von grundlegender Bedeutung für die Information unserer Präventionsstrategien sind. Krankheiten.

Randomisieren, um Assoziation und Kausalität zu unterscheiden

In einer Welt, die nach Wissenschaft und Beweisen verlangt, um Entscheidungen zu treffen, ist es schwieriger als je zuvor, die Grenze zwischen Ursache und Assoziation zu ziehen.

Bei Exposition gegenüber einem Risikofaktor wird eine umgekehrte kausale Verzerrung in eine Beobachtungsstudie eingeführt wird eher durch Krankheit verursacht als umgekehrt.

Zum Beispiel a Zusammenhang zwischen dem Konsum kalorienarmer Getränke und Typ-2-Diabetes könnte uns glauben machen, dass diese Getränke Typ-2-Diabetes verursachen. Vielmehr werden sie sehr oft von Patienten mit dieser Krankheit konsumiert, um ihren Zuckerkonsum zu reduzieren. In diesem Fall ist es dann schwierig, das Ei und die Henne allein aufgrund von Beobachtungsstudien zu trennen.

Störende Vorurteile, subtiler, aber ebenso wichtig, entstehen, wenn der Zusammenhang zwischen einem Risikofaktor und einer Krankheit durch einen zugrunde liegenden Faktor erklärt wird. Beispielsweise, Niedrige Vitamin D-Spiegel im Blut wurden mit Dutzenden von Krankheiten in Verbindung gebracht (Osteoporose, Diabetes, Krebs usw.), was erklären würde, warum In den USA haben sich die Vitamin-D-Verschreibungen zwischen 2000 und 2014 um das 60-fache erhöht.

Verschiedene Faktoren beeinflussen jedoch den Vitamin D-Spiegel im Blut, wie Sonneneinstrahlung, Alter, Rauchen, Stoffwechselgesundheit und viele andere. In einer Beobachtungsstudie wird es daher schwierig, wenn nicht unmöglich, festzustellen, ob der Einfluss des Vitamin D-Spiegels im Blut auf die Krankheit auf das Vitamin D selbst oder auf diese Störfaktoren zurückzuführen ist.

Eine randomisierte klinische Studie, in der Freiwillige über einen langen Zeitraum der Vitamin-D-Supplementierung oder eines Placebos zufällig in zwei Gruppen eingeteilt werden, wäre der einzige Weg, um einen ursächlichen Zusammenhang zwischen den Blutspiegeln dieses Vitamins und dem Krankheitsrisiko nachzuweisen. . Die Ergebnisse mehrerer kürzlich veröffentlichter randomisierter klinischer Studien haben jedoch nicht die Vorteile einer Vitamin-D-Supplementierung gezeigt. über die Inzidenz von Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, von Frakturen, oder Depression um nur ein paar zu nennen.

Nach positiven Beobachtungsstudien ist der Absatz von Vitamin D in Nordamerika explodiert. Die Ergebnisse mehrerer randomisierter klinischer Studien haben jedoch keinen Nutzen einer Vitamin-D-Supplementierung für die Inzidenz vieler Krankheiten gezeigt.
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Randomisierte klinische Studien stellen somit den „Goldstandard“ von Studiendesigns dar, mit dem ein Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung zwischen der Exposition gegenüber einem Risikofaktor oder einer Behandlung und dem Risiko der Entwicklung einer oder mehrerer Krankheiten hergestellt werden soll. Der Randomisierungsprozess stellt sicher, dass zwei oder mehr Gruppen, deren Krankheitsrisiko im Laufe der Zeit verglichen wird, sich nur in ihrer Exposition gegenüber einem Risikofaktor oder einer Behandlung unterscheiden, wodurch verwirrende und umgekehrte Kausalitätsverzerrungen begrenzt werden.

Leider sind die Kosten dieser Studien, die mehrere hundert Millionen Dollar erreichen können, und die technischen Herausforderungen, die sie darstellen sind ein großes Hindernis für ihre Leistung. Darüber hinaus ist es in mehreren Fällen aus ethischen Gründen oder im Zusammenhang mit ihrer Durchführbarkeit unmöglich, diese Studien durchzuführen. Zum Beispiel wäre es nicht ethisch korrekt, Menschen einer Exposition gegenüber bekanntermaßen schädlichen Produkten wie Tabak oder Alkohol zu unterziehen.

Randomisierte klinische Studie von Mutter Natur

Und hier ist die Der österreichische Botaniker Gregor Mendel der im 19. Jahrhundert Werke über die Gesetze der Vererbung veröffentlichte und in gewisser Weise zum Vater der modernen Genetik wurde.

Die genetische Revolution und das Aufkommen von Big Data haben es möglich gemacht, neue innovative epidemiologische Untersuchungstechniken ans Licht zu bringen, die unser Verständnis von Risikofaktoren und Krankheitsursachen revolutionieren.

Gregor Mendel gab einer Forschungsmethode seinen Namen “Mendelsche Randomisierung”. Diese Art von Studie basiert auf der Vorstellung, dass verschiedene Komponenten unserer Biologie und Risikofaktoren für Krankheiten “vererbbar” sind, dh die Variabilität ihrer Präsenz in der Bevölkerung. wird teilweise durch genetische Faktoren erklärt.

Genau wie echte molekulare Fingerabdrücke sind die wenigen Millionen genetischen Variationen, die wir alle tragen, diejenigen, die uns einzigartig machen. Diese beeinflussen unsere Ernährung, unsere Schlafmuster, unsere Anfälligkeit für Rauchen und Bildung sowie Tausende anderer Komponenten unserer Biologie, unabhängig von der Umgebung, in der wir tätig sind.

Schematische Darstellung der Mendelschen Randomisierung. Umgekehrte kausale Verzerrungen und Störfaktoren könnten den Zusammenhang zwischen einem Risikofaktor und dem Risiko der Entwicklung von Krankheiten erklären. Die Mendelsche Randomisierung ermöglicht es uns, den kausalen Zusammenhang zwischen Risikofaktoren und Krankheitsrisiko zu untersuchen.
Benoît Arsenault, Autor zur Verfügung gestellt

Diese zufällig erworbenen Variationen sind jetzt quantifizierbar. Durch die Ermittlung des Zusammenhangs zwischen genetischen Variationen, die spezifisch mit einem interessierenden biologischen Merkmal verbunden sind, und durch die Messung ihrer Auswirkungen auf das Krankheitsrisiko ermöglicht die Mendelsche Randomisierung die Herstellung einer Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen biologischen Merkmalen und dem Krankheitsrisiko. Krankheiten. Im Vergleich zu randomisierten klinischen Studien handelt es sich sozusagen um die randomisierte klinische Studie von Mutter Natur.

Tatsächlich, da die genetischen Varianten während der Empfängnis zufällig verteilt werden (Meiose)Sie werden weder von unserer Umwelt noch von unserem Verhalten beeinflusst. Umgekehrte kausale Verzerrungen werden daher beseitigt. Durch den Zugriff auf elektronische Patientenakten von mehreren hunderttausend Teilnehmern können wir auch mehrere hundert Krankheiten gleichzeitig und systematisch untersuchen. Da die Auswirkungen genetischer Variationen von Geburt an (und in der intrauterinen Umgebung) quantifizierbar sind, bleiben sie außerdem lebenslang bestehen.

Mendelsche Randomisierungsstudien (der Begriff wurde verwendet 1991 erstmals von den Hämato-Onkologen Gray und Weathley) werden durch den freien Zugang zu genetischen und klinischen Daten von Millionen von Freiwilligen auf der ganzen Welt ermöglicht. Kohorten wie die UK Biobank haben die Praxis dieser aufstrebenden Wissenschaft an den Grenzen von Beobachtungsstudien, randomisierten klinischen Studien und integrativer Biologie revolutioniert. Diese Art von Studie gewann schnell an Popularität und erlebte in den letzten fünf Jahren einen Boom.

Konkrete Konsequenzen der Mendelschen Randomisierung

Durch die Nutzung der Grundlagen und Konzepte der Mendelschen Randomisierung hat unsere Forschung die Vorstellung bestärkt, dass die Exposition gegenüber Tabak oder hohen Blutcholesterinspiegeln Erhöhen Sie das Risiko für verschiedene Krankheiten und senken Sie unsere gesunde Lebenserwartung.

Ein Mann im Anzug raucht und sitzt auf öffentlichen Stufen.
Durch die Nutzung der Mendelschen Randomisierung hat unsere Forschung die Annahme bestärkt, dass das Rauchen oder ein hoher Cholesterinspiegel im Blut das Risiko mehrerer Krankheiten erhöht und unsere gesunde Lebensdauer verkürzt.
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Wir haben diese Methode auch verwendet, um neue Medikamente zu identifizieren oder einige bereits vorhandene Medikamente neu zu positionieren. um unsere gesunde Lebenserwartung zu verbessern.

Andere Gruppen haben die Mendelsche Randomisierung verwendet, um das Fehlen kausaler Zusammenhänge zwischen dem Vitamin D- oder Kaffeekonsumspiegel im Blut und der menschlichen Gesundheit nachzuweisen oder um den Zusammenhang zwischen Bildungsabschluss oder Anzahl der Stunden Schlaf und psychische Gesundheit. Neu veröffentlichte Artikel zeigen auch, wie diese Methode dazu beitrug, Risikofaktoren für Komplikationen im Zusammenhang mit Covid-19 zu identifizieren und haben bereits neue therapeutische Ziele für diese jüngste Krankheit vorgeschlagen.

Massive Investitionen in unsere Forschungsinfrastrukturen und Biobanken in Quebec und Kanada, die solche Initiativen unterstützen, sind in Zeiten, in denen die öffentliche Gesundheit und Prävention einen zentralen Platz in unserem Leben einnehmen, wichtiger denn je.

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