Researchers worldwide can now access a free online platform that uses data from the Mexico City Prospective Study (MCPS) – the largest genetic study of a Latin American population – to accurately infer missing genetic variants from incomplete genetic datasets.
The MCPS Imputation Server uses a reference panel derived from the study to predict, or “impute”, genetic variants that were not directly measured.
Whole genome sequencing – the process of mapping an individual’s complete genetic makeup – plays an increasingly important role in identifying genetic causes of diseases and uncovering new treatment targets. However, generating and storing these data requires expensive laboratory equipment and substantial computing resources.
Instead, researchers often collect information on only a subset of genetic variants and use a process known as imputation to infer the remaining variants. Imputation servers compare partial genetic datasets with large reference panels of fully sequenced genomes. Similar to completing a puzzle by looking at the surrounding pieces, they use known patterns of genetic inheritance to accurately predict missing genetic information.
Dr Jason Torres, Senior Genetic Epidemiologist at Oxford Population Health, who leads genetic analyses of MCPS, said:
Because genetic variants are inherited together in predictable patterns, it is often possible to infer variants that have not been directly measured if you have access to a large, deeply sequenced reference dataset.
However, most existing reference panels are heavily weighted towards people of European ancestry, which means they perform less well for many other populations.
People with Latino ethnic backgrounds currently account for 2% of participants in genetic studies despite representing nearly 10% of the global population. Torres hopes the MCPS Imputation Server will advance research equity and be a valuable tool, particularly for researchers based in Central America and Mexico.
Torres added:
Some genetic causes of diseases are most likely to be identified by studying populations that have been historically underrepresented in genetic research. By providing a reference panel built from one of the world's largest studies of Mexican adults, we hope this resource will help researchers make discoveries that would otherwise be missed.
We also expect the server to be valuable for studies of diverse populations around the world, helping researchers better understand genetic risk factors that are shared across different ancestries.
The MCPS Imputation Server is the latest outcome of a long-standing collaboration between the National Autonomous University of Mexico (UNAM) and Oxford Population Health.
Established in the late 1990s, the Mexico City Prospective Study investigates the genetic and environmental causes of chronic disease in Mexico. More than 150,000 adults were recruited between 1998 and 2004.
Professor Jaime Berumen, Principal Genetic Investigator of MCPS at UNAM, said:
By making these data available through the MCPS Imputation Server, we hope to enable discoveries that would not be possible using existing reference panels alone. This resource reflects more than two decades of collaboration between researchers in Mexico and the UK and will help ensure that Mexican and other Latin American populations are better represented in the future of genomic medicine.
Development of the MCPS Imputation Server was supported by funding from the University of Oxford, Regeneron, AstraZeneca and AbbVie. Genetic sequencing was conducted by Regeneron Genetics Center. The platform is hosted by the University of Michigan and is freely available to researchers worldwide.
Una herramienta gratuita utiliza el mayor estudio genético de América Latina para cubrir vacíos en la investigación genética
Investigadores a nivel global pueden acceder gratuitamente a esta plataforma en línea que integra los datos del Estudio Prospectivo de la Ciudad de México (MCPS) – el mayor análisis genético en una población latinoamericana. Esta herramienta permite inferir con alta precisión variantes genómicas ausentes a partir de muestras de datos incompletas.
El servidor de imputación del MCPS utiliza un panel de referencia obtenido a partir del estudio; esto permite predecir o 'imputar' las variantes genéticas que no se midieron de forma directa.
Mapear la composición genética total de una persona mediante la secuenciación de genoma completo, se ha vuelto fundamental para identificar las causas de enfermedades y descubrir nuevos tratamientos terapéuticos. El reto es que la generación y el almacenamiento de este tipo de datos implica una inversión alta en equipo de laboratorio y recursos de infraestructura informática.
Por esta razón, los investigadores recopilan información de solo un subconjunto de variantes genéticas y recurren a la imputación para inferir las restantes. Los servidores de imputación contrastan estos conjuntos de datos parciales con amplios paneles de referencia de genomas completamente secuenciados. Así, de forma similar a cuando se arma un rompecabezas al observar las piezas vecinas, estas herramientas aprovechan patrones de herencia conocidos para predecir con precisión la información genómica faltante.
El Dr Jason Torres, principal epidemiólogo genético de Oxford Population Health y responsable de los análisis genéticos del MCPS, señaló:
‘Dado que las variantes genéticas se heredan de manera conjunta bajo patrones predecibles, es factible inferir las variantes que no se midieron directamente si se cuenta con un panel de referencia amplio y con alta cobertura de secuenciación.
Sin embargo, la mayoría de los paneles de referencia actuales presentan un fuerte sesgo hacia poblaciones de ascendencia europea, por lo que su efectividad se reduce en muchas otras poblaciones.’
Las personas de origen latino representan actualmente el 2 % de los participantes en estudios genéticos, a pesar de constituir casi el 10 % de la población mundial. Torres espera que el servidor de imputación del MCPS fomente la equidad en la investigación y se convierta en una herramienta valiosa, especialmente para los investigadores radicados en Centroamérica y México.
Torres añadió:
‘El análisis de poblaciones poco representadas en la investigación genómica incrementa la posibilidad de identificar las causas de diversas enfermedades. Al proveer un panel de referencia basado en uno de los proyectos más amplios del mundo con adultos mexicanos, confiamos en que esta herramienta facilite descubrimientos que, de otra manera, permanecerían ocultos.
'También esperamos que el servidor sea valioso para estudios de poblaciones diversas en todo el mundo, lo que ayudará a los investigadores a comprender mejor los factores de riesgo genético compartidos entre diferentes ascendencias.'
El servidor de imputación del MCPS es el resultado más reciente de una colaboración de larga trayectoria entre la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y Oxford Population Health.
El Estudio Prospectivo de la Ciudad de México (MCPS, por sus siglas en inglés), iniciado a finales de la década de 1990, investiga las causas genéticas y ambientales de las enfermedades crónicas en México. Entre 1998 y 2004 se reclutó a más de 150.000 adultos.
El profesor Jaime Berumen, investigador principal de genética del MCPS en la UNAM, declaró:
‘Al poner estos datos a disposición a través del servidor de imputación del MCPS, esperamos facilitar descubrimientos que no serían posibles si se utilizaran únicamente los paneles de referencia existentes. Este recurso refleja más de dos décadas de colaboración entre investigadores de México y el Reino Unido, lo que permitirá que las poblaciones mexicanas y de otros países de América Latina estén mejor representadas en el futuro de la medicina genómica.’
El desarrollo del Servidor de Imputación del MCPS contó con financiación de la Universidad de Oxford, Regeneron, AstraZeneca y AbbVie. La secuenciación genética fue realizada por el Regeneron Genetics Center. Esta plataforma es operada por la Universidad de Michigan y está disponible sin costo alguno para investigadores de todo el mundo.