Genetik veri içeren klinik veri tabanlarına yönelik analiz yöntemleri

Abstract

Genomik ve bilgisayar teknolojilerindeki gelişmelerin ardından genetik araştırmalarda biyoinformatik disiplininin rolü daha da artmıştır. Karmaşık araştırma sorularının çözümü için yeni veri analiz tekniklerine duyulan ihtiyaç, biyoinformatik profesyonellerinin karşılaştığı en önemli sorundur.Hasta ve kontrol grupları arasındaki allel frekansı farklılıklarını araştırmada en çok kullanılan araştırma tasarımı Genom Çağında İlgi Çalışmalarıdır (GWAS). İlk GWAS araştırması 2005 senesinde gerçekleştirilmiştir ve o zamandan beri gittikçe artan sayıda GWAS araştırması yayınlanmıştır. GWAS, tüm kısıtlılıklarına rağmen vaka ? kontrol temelli genetik araştırmalar için en önemli yöntemlerden birisidir.Genomik verilerin analizi için yakın zamanda önerilen en yeni yöntemlerden birisi de Çok Değişkenli Uzaklık Matrisi Regresyonu'dur (MDMR). MDMR, özellikle bağımsız değişken sayısının olgu sayısına kıyasla çok fazla olduğu durumlar için oldukça güçlü bir analiz yöntemidir. Bireyler arasındaki uzaklıklar hesaplanarak bir bağımlı değişkenler matrisi oluşturulur ve genetik bilgi içeren değişkenler de modele bağımsız değişken olarak eklenebilir. Böylece bağımsız değişkendeki varyasyon miktarı açıklanmaya çalışılır. Yakın zamana kadar, yntemin genetik alanındaki kullanımı gen ekspresyonu verisi ile sınırlı kalmıştır.Bu çalışmada GWAS yaklaşımı ve MDMR yöntemi birlikte bipolar bozukluk veri setine uygulanmıştır. İlk basamakta GWAS yapılarak bipolar hastası bireylerle kontrol olgularını birbirinden ayıran istatistiksel olarak nalamlı SNPler bulunmaya çalışılmıştır. İkinci basamakta ise bipolar bozukluk hastalarına MDMR uygulanmış ve hastalığın seyrine etki etmesi olası fenotip X genotip etkileşimleri incelenmiştir. En son basamakta ise bu iki uygulamanın sonuçları kıyaslanmış ve kesişim SNPleri araştırılmıştır.Bazı kısıtlılıkları olmasına rağmen MDMR yöntemi, genetik faktörlerin kompleks hastalıklara etkisini incelemek için güçlü bir analiz aracıdır. Yöntemin esnekliği hem gen ekspresyonu verisi ile hem de SNP verisi ile genomik araştırmaların yürütülmesine olanak tanımaktadır. Bilindiği kadarıyla bu çalışma MDMR yönteminin fenotip verisi ile oluşturulan uzaklık matrisleri ile ilk uygulamasıdır. Ayrıca yöntem bipolar bozukluk verisi için ilk kez kullanılmaktadır.GWAS ve MDMR analizleri sonucunda toplam 12 SNP ortak olarak bulunmuştur. Bu SNPler hem hastalığın ortaya çıkması hem de seyri açısından önemlidirler. Ayrıca analizler sonucunda istatistiksel anlamlılığı gösterilen bazı SNP ve genlerin önceki araştırmalarda da bipolar bozukluk ile ilişkili olduğu gösterilmiştir.Sonuç olarak, MDMR etkin bir analiz aracıdır ve kısıtlılıkları üzerinde çalışılarak genomik araştırmalarda verimli şekilde kullanılabileceği düşünülmektedir.