Efficacia di psicoterapie e psicofarmaci contro la malattia mentale/Analisi del proprio genoma

Efficacia di psicoterapie e psicofarmaci contro la malattia mentale

Psicoterapie:
Psicofarmaci:
- Antidepressivi Efficacia di psicoterapie e psicofarmaci contro la malattia mentale/Antidepressivi
- Psilocibina per la depressione Efficacia di psicoterapie e psicofarmaci contro la malattia mentale/Psilocibina per la depressione
Genetica:
- Analisi del proprio genoma Efficacia di psicoterapie e psicofarmaci contro la malattia mentale/Analisi del proprio genoma

Appendice:
- Creare reports in RStudio Applicazioni pratiche di machine learning/Creare reports in RStudio

La società californiana 23andMe fornisce a pagamento in tutto il mondo un dataset contenente i dati relativi al proprio genotipo, ottenuti analizzando un campione di saliva inviato dal cliente per posta. Questi dati possono essere utilizzati per scopi di ricerca, educativi ed informativi ma non per uso medico. Ciascuna riga del dataset corrisponde ad un singolo SNP contenente 4 colonne :

l'identificatore univoco rsid dell'SNP
il cromosoma contenente l'SNP
la posizione numerica all'interno del DNA nel cromosoma
il genotipo formato da 2 lettere tra le seguenti: adenina (A), citosina (C), guanina (G), e timina (T).

E' possibile scaricare il dataset GWAS di links a pubblicazioni scientifiche relative ad SNP contenenti l' allele di rischio collegato ad una certa malattia o predisposizione da qui : https://www.ebi.ac.uk/gwas/downloads . Ad esempio nell'SNP rs533123 l'allele di rischio potrebbe essere A per cui bisogna indagare se il proprio genotipo relativo a quell'SNP lo contiene. Quindi unendo i 2 datasets si potrà sapere se il proprio genotipo contiene quel particolare allele di rischio relativo ad uno specifico tratto o malattia, ma il dataset GWAS è da pulire per cui in questo studio si considera il seguente dataset pulito gwas_health_clean.csv relativo alle principali malattie psichiatriche e Neurologiche con gli SNP che ci interessano e che è necessario salvare sul proprio PC con estensione csv:

rsid,trait,category,risk_allele,odds_ratio,pvalue
rs1344706,Schizofrenia,Psichiatrico,A,1.20,1e-30
rs165599,Schizofrenia,Psichiatrico,G,1.15,1e-15
rs1625579,Schizofrenia,Psichiatrico,T,1.18,1e-22
rs2007044,Schizofrenia,Psichiatrico,G,1.14,1e-12
rs4648845,Schizofrenia,Psichiatrico,A,1.12,1e-11
rs13194053,Schizofrenia,Psichiatrico,C,1.11,1e-10
rs11191419,Schizofrenia,Psichiatrico,T,1.13,1e-13
rs6904071,Schizofrenia (MHC),Psichiatrico,C,1.45,1e-45
rs9834970,Schizofrenia,Psichiatrico,G,1.10,1e-9
rs10503253,Schizofrenia,Psichiatrico,A,1.12,1e-11
rs1006737,Disturbo bipolare,Psichiatrico,A,1.20,1e-20
rs4765913,Disturbo bipolare,Psichiatrico,C,1.15,1e-12
rs10994336,Disturbo bipolare,Psichiatrico,T,1.18,1e-17
rs2953145,Disturbo bipolare,Psichiatrico,G,1.13,1e-11
rs12576775,Disturbo bipolare,Psichiatrico,A,1.11,1e-9
rs4765905,Disturbo bipolare,Psichiatrico,C,1.14,1e-13
rs9371601,Disturbo bipolare,Psichiatrico,G,1.12,1e-10
rs7570682,Disturbo bipolare,Psichiatrico,T,1.10,1e-8
rs7997012,Depressione maggiore,Psichiatrico,A,1.15,1e-10
rs12415800,Depressione maggiore,Psichiatrico,T,1.10,1e-8
rs1432639,Depressione maggiore,Psichiatrico,G,1.13,1e-11
rs10514299,Depressione maggiore,Psichiatrico,A,1.12,1e-10
rs4543289,Depressione maggiore,Psichiatrico,C,1.11,1e-9
rs2422321,Depressione maggiore,Psichiatrico,T,1.09,1e-8
rs301806,Depressione maggiore,Psichiatrico,A,1.10,1e-8
rs3101339,Depressione maggiore,Psichiatrico,G,1.12,1e-9
rs17070145,Disturbo d'ansia generalizzato,Psichiatrico,A,1.13,1e-11
rs1547272,Disturbo d'ansia generalizzato,Psichiatrico,C,1.11,1e-9
rs6832769,Disturbo d'ansia generalizzato,Psichiatrico,G,1.10,1e-8
rs4675690,Disturbo ossessivo-compulsivo,Psichiatrico,T,1.20,1e-14
rs6937778,Disturbo ossessivo-compulsivo,Psichiatrico,C,1.15,1e-10
rs11021951,Disturbo ossessivo-compulsivo,Psichiatrico,A,1.12,1e-9
rs2710102,ADHD,Psichiatrico,C,1.18,1e-14
rs4916723,ADHD,Psichiatrico,T,1.15,1e-12
rs11209948,ADHD,Psichiatrico,A,1.12,1e-10
rs3768046,ADHD,Psichiatrico,G,1.11,1e-9
rs9677504,Autismo (ASD),Psichiatrico,A,1.20,1e-16
rs7704909,Autismo (ASD),Psichiatrico,G,1.17,1e-13
rs1858830,Autismo (ASD),Psichiatrico,C,1.15,1e-11
rs4307059,Autismo (ASD),Psichiatrico,T,1.13,1e-10
rs10513025,Autismo (ASD),Psichiatrico,A,1.11,1e-8
rs429358,Malattia di Alzheimer,Neurologico,C,3.20,1e-150
rs7412,Malattia di Alzheimer,Neurologico,T,0.60,1e-80
rs6656401,Malattia di Alzheimer,Neurologico,A,1.50,1e-40
rs35349669,Malattia di Alzheimer,Neurologico,T,1.40,1e-30
rs9331896,Malattia di Alzheimer,Neurologico,C,1.35,1e-25
rs10948363,Malattia di Alzheimer,Neurologico,G,1.30,1e-22
rs3865444,Malattia di Alzheimer,Neurologico,C,1.25,1e-18
rs3764650,Malattia di Alzheimer,Neurologico,G,1.22,1e-15
rs744373,Malattia di Alzheimer,Neurologico,C,1.20,1e-14
rs11136000,Malattia di Alzheimer,Neurologico,T,1.18,1e-12
rs34637584,Malattia di Parkinson,Neurologico,A,7.50,1e-60
rs76904798,Malattia di Parkinson,Neurologico,C,1.80,1e-30
rs356182,Malattia di Parkinson,Neurologico,G,1.30,1e-22
rs14235,Malattia di Parkinson,Neurologico,T,1.25,1e-18
rs12637471,Malattia di Parkinson,Neurologico,A,1.20,1e-14
rs2736990,Malattia di Parkinson,Neurologico,C,1.18,1e-12
rs6812193,Malattia di Parkinson,Neurologico,T,1.15,1e-10
rs11724635,Malattia di Parkinson,Neurologico,A,1.12,1e-9
rs3129889,Sclerosi multipla (HLA),Neurologico,G,3.50,1e-100
rs2104286,Sclerosi multipla,Neurologico,A,1.40,1e-30
rs6897932,Sclerosi multipla,Neurologico,C,1.35,1e-25
rs11154801,Sclerosi multipla,Neurologico,T,1.25,1e-18
rs703842,Sclerosi multipla,Neurologico,A,1.20,1e-14
rs2300478,Sclerosi multipla,Neurologico,G,1.15,1e-11
rs9967792,Sclerosi multipla,Neurologico,C,1.12,1e-9
rs3792783,SLA (sclerosi laterale amiotrofica),Neurologico,A,1.60,1e-35
rs10143310,SLA (sclerosi laterale amiotrofica),Neurologico,T,1.30,1e-20
rs538622,SLA (sclerosi laterale amiotrofica),Neurologico,C,1.20,1e-14
rs12608932,SLA (sclerosi laterale amiotrofica),Neurologico,A,1.18,1e-12
rs4648942,Epilessia focale,Neurologico,G,1.40,1e-22
rs2947349,Epilessia generalizzata,Neurologico,T,1.35,1e-18
rs6732655,Epilessia,Neurologico,A,1.25,1e-14
rs7012905,Emicrania,Neurologico,C,1.30,1e-20
rs10166942,Emicrania con aura,Neurologico,T,1.35,1e-22
rs2651899,Emicrania,Neurologico,C,1.28,1e-18
rs3790455,Emicrania,Neurologico,A,1.20,1e-14
rs6265,BDNF (plasticità neuronale),Neurotrasmettitori,A,1.20,1e-25
rs4680,COMT (metabolismo dopamina),Neurotrasmettitori,A,1.20,1e-15
rs1800497,DRD2 (recettore dopamina D2),Neurotrasmettitori,T,1.30,1e-20
rs1800955,DRD4 (recettore dopamina D4),Neurotrasmettitori,C,1.10,1e-10
rs1076560,DRD2 (isoforma splice),Neurotrasmettitori,G,1.20,1e-18
rs6277,DRD2 (espressione),Neurotrasmettitori,C,1.15,1e-12
rs6311,HTR2A (recettore serotonina 2A),Neurotrasmettitori,A,1.20,1e-12
rs25531,SLC6A4 (trasportatore serotonina),Neurotrasmettitori,L,1.10,1e-8
rs4570625,TPH2 (triptofano idrossilasi 2),Neurotrasmettitori,T,1.15,1e-12
rs1800544,ADRA2A (recettore adrenergico),Neurotrasmettitori,G,1.12,1e-10
rs5569,SLC6A2 (trasportatore noradrenalina),Neurotrasmettitori,A,1.10,1e-8
rs2228485,HTR1A (recettore serotonina 1A),Neurotrasmettitori,G,1.13,1e-9
rs4633,COMT (attività ridotta),Neurotrasmettitori,T,1.10,1e-8
rs1360780,FKBP5 (risposta allo stress),Psichiatrico,T,1.20,1e-15
rs53576,OXTR (recettore ossitocina),Psichiatrico,G,1.10,1e-10
rs3796863,OXTR (variante sociale),Psichiatrico,A,1.10,1e-9
rs7294919,Volume ippocampo,Neurologico,T,1.10,1e-8
rs17178006,Volume ippocampo,Neurologico,G,1.12,1e-10
rs6741949,Spessore corteccia prefrontale,Neurologico,C,1.08,1e-8
rs1487441,Connettività default mode network,Neurologico,A,1.09,1e-8
rs4950928,Neuregulin-1 (NRG1),Psichiatrico,G,1.25,1e-18
rs2439302,DTNBP1 (distrobrevina),Psichiatrico,A,1.20,1e-14
rs821616,DISC1 (disrupted in schizophrenia),Psichiatrico,T,1.18,1e-13
rs3213207,DAOA (acido D-aminico ossidasi),Psichiatrico,A,1.15,1e-11
rs324981,NPSR1 (neuropeptide S),Psichiatrico,T,1.20,1e-13
rs1042778,OXTR (legame sociale),Psichiatrico,G,1.12,1e-9
rs4818,COMT (bassa attività),Neurotrasmettitori,C,1.10,1e-8
rs2268498,OXTR (empatia),Psichiatrico,T,1.09,1e-8

In ogni caso è possibile cercare nel sito https://www.snpedia.com/ gli SNP relativi ad una certa malattia o tratto e cercarli nel proprio genoma .

Nel dataset gwas pulito si considera l'odds_ratio relativo all'SNP che misura quanto cambia il rischio di una malattia se si ha una certa variante genetica. In pratica confronta chi ha lo SNP verso chi non lo ha.

| OR     | Significato          |
| ------ | ------------------   |
| OR = 1 | nessun effetto       |
| OR > 1 | aumenta il rischio   |
| OR < 1 | effetto protettivo   |

Quindi per i seguenti odds ratio si ha per il rischio:

1.0 → neutro
1.2 → piccolo aumento
2.0 → forte aumento
0.7 → protettivo

Tramite l'odds_ratio si misura il PRS (Polygenic Risk Score) che è una misura numerica che riassume l’effetto combinato di molti SNP sul rischio di una malattia. In pratica ogni SNP ha un effetto piccolo, tanti SNP un effetto combinato significativo. Il PRS è la somma degli effetti genetici ottenuta sommando i logaritmi degli odds_ratio dei vari SNP moltiplicati per il numero di volte (0,1,2) in cui è presente l'allele nel genotipo relativo alla malattia, per cui vale la seguente tabella :

| PRS           | Significato            |
| --------      | ---------------------- |
| negativo      | rischio sotto la media |
| ~0            | rischio medio          |
| positivo      | rischio sopra la media |

Ottenuti i dati del proprio genotipo da 23andMe è possibile analizzarlo nel linguaggio di programmazione Julia seguendo le istruzioni contenute in questo articolo : Analisi del proprio genoma in Julia.