Flere baserer seg på studier av såkalte isolerte, homogene befolkninger på jakt etter sykdomsgenene, men mer detaljert kunnskap om det humane genom gjør det mulig å studere heterogene befolkninger i dette arbeidet.

Uansett er det endelig målet med genetiske studier å finne sykdomsgenene og utvikle nye medisiner. For å forstå hvordan genetiske studier kan gi svar på dette må vi forstå hva gener er for noe.

Det humane genom og gener

Kroppen vår består av flere titalls billoner celler. Hver celle har et sett med arvestoff, et genom bestående av tre milliarder DNA-byggestener fordelt på 23 kromosompar. Det humane genomprosjektet fant rekkefølgen, DNA-sekvensen, på DNA-byggestenene. Dette har åpnet for muligheten til å finne ut hvordan genene våre virker.

Genene utgjør fem prosent av genomet. Vi har 30 000 - 40 000 gener som inneholder instrukser for hvilke egneskaper vi skal få som hudfarge og hårfarge. Cellene bruker instruksjonene når den lager proteiner. Proteinene er cellens arbeidsmaskiner som gir cellene og oss bestemte egenskaper.

Sykdomsgener

Av og til oppstår det mutasjoner i genene, det vil si at en DNA-byggesten byttes ut med en annen. Dette kan forandre instruksjonen om hvordan cellen skal lage et protein. I verste fall blir proteinet ufunksjonelt. Et ufunksjonelt protein kan gi sykdom hos en person.

Dersom mutasjonen skjer i kjønnscellene vil mutasjonene nedarves og ses i alle etterkommere, dette er grunnen til at vi i dag har flere varianter av hvert gen i befolkningen. Siden vi arver en genkopi av mor og en av far, kan hver enkelt av oss ha to varianter av et gen.

Enkle og kompliserte sykdommer

Noen sykdommer skyldes mutasjoner i et enkelt gen. Dette gjelder for eksempel cystisk fibrose. Ved å sammenligne genene til syke personer og friske personer kan man relativt lett finne disse sykdomsgenene.

For langt flere sykdommer er bildet mer komplisert. Mutasjoner i et enkelt gen gir bare et lite bidrag til sykdommen og selv om man har en mutasjon behøver man ikke utvikle sykdommen. Andre genetiske faktorer og miljøpåvirkninger kan være avgjørende for om vedkommende som har mutasjonen blir syk. I slike tilfeller er det en fordel å undersøke større befolkninger og store genbanker er svært nyttig i slike undersøkelser.

Homogene og heterogene befolkninger

Noen befolkninger slik som den norske og den islandske befolkningen, er genetisk sett homogene. Det vil si at ulike genvarianter finnes i store deler av befolkningen fordi vi har en felles stamfar. Andre land som har hatt mer innvandring og flytting over landegrensene vil ha mer heterogene befolkninger fordi ulike etniske grupper har forskjellige genvarianter av de enkelte genene.

En genetisk homogen befolkning kan gjøre det lettere å finne genetiske faktorer som påvirker sykdom fordi det er mulig å sammenligne syke personer med en kontrollgruppe som har mange av de samme genvariantene i de genene som ikke gir noe bidrag til sykdommen.

Problemet med å studere en homogen befolkning kan være at man finner genvarianter som finnes kun i den befolkningen man studerer og ikke kan overføre resultatene til større befolkninger i andre land. Dessuten kan sykdomshyppigheten i en homogen og en heterogen befolkning være forskjellig. I en heterogen befolkning må man analysere flere personer for å kunne finne de genetiske faktorene, men når man får et svar vil det kunne gjelde for større folkegrupper.

Trenger stort marked

For at et farmasøytisk firma skal satse store penger på å utvikle nye medikamenter vil det sannsynligvis være viktig at større befolkninger kan få nytte av medikamentene og ikke bare befolkningen i et lite land.

Flere land har satt i gang studier av homogene befolkninger, deriblant Island og Israel. Men noen mener at trenden nå vil snu og at det blir mer attraktivt å studere heterogene befolkninger. Estland som har en heterogen genetisk befolkning er i gang med å opprette verdens største genbank.

- Mens det bare for noen år tilbake var en stor fordel å studere homogene befolkninger for å finne sykdomsgener, er det nå en tendens internasjonalt til at man heller vil studere heterogene befolkninger fordi dette gir et resultat som er mer representativt for større befolkninger, sier Per Magnus ved Nasjonalt Folkehelseinstitutt.

Kontrollerer etniske variasjoner

- Tidligere var det slik, særlig i etniske sammensatte befolkninger, at man var redd for å få resultater som skyldtes ulik hyppighet av en genvariant i de som hadde en sykdom og de som var friske på grunn av ulik etnisk bakgrunn. Økt forståelse for det humane genom har gjort det mulig å kontrollere etniske variasjoner slik at man likevel kan finne frem til sykdomsgenene, forteller Magnus.

Seniorforsker dr. philos Nils Reinton i GeNova AS, som ønsker å starte en norsk genbank og finne sykdomsgener basert på en homogen norsk befolkning på indre østland, mener at man har for lite erfaring til å kunne forutsi hva som gir best resultat av å studere en homogen og en heterogen befolkning

- Det er vanskelig å vite hvilke genetiske faktorene i en homogen befolkning som kan overføres til større befolkninger. deCODE på Island som har kommet lengst på dette området, har vist at i de fleste tilfellene kan genetiske faktorer som finnes i den homogene islandske befolkningen også overføres til andre befolkninger, sier Reinton.

Ulike typer studier

Når man skal starte jakten på sykdomsgener har man ulike angrepsvinkler.

I såkalte case control-studier studerer man en pasientgruppe og en kontrollgruppe av friske personer. Til nå har man sett det som en stor fordel å studere homogent genetiske befolkninger i slike studier.

Når det er enkeltgener kan det holde å undersøke familier som har sykdommen og en kontrollgruppe med friske personer, men når flere gener er involvert må flere hundre eller tusenvis av mennesker sjekkes. Og man må undersøke hele genomet til alle personene.

I såkalte kohort-studier samler man inn data fra hele befolkninger og følger befolkningen over tid for å se hvem som utvikler sykdom. Genetiske analyser og informasjon om livsstil kan gi svar på hvilke genetiske faktorer og hvilke miljøfaktorer som er avgjørende for at man får en sykdom.

Bedre diagnose og behandling

Funnet av et sykdomsgen gir et bedre diagnoseverktøy for den enkelte sykdom. Det gir også mulighet til å forstå de biokjemiske mekanismen som ligger til grunn for sykdommen, noe som gir en pekepinn om hvordan man kan behandle sykdommen med medikamenter.

Analyse av de individuelle variasjonene i arvestoffet kan også gi svar på hvorfor noen ikke har effekt av medikamenter og hvorfor noen får store bivirkninger av de samme medikamentene. Når man har forstått disse sammenhengene er håpet at man på bakgrunn av DNA-analyser kan gi pasientene en mer individuell behandling som blir mer effektiv og har mindre bivirkninger.

Se også artikkel om internasjonale genbankprosjekter, lenke finner du i høyre kolonne.