Eine klare Anwendung dieser Art von Studie ist die Assoziation eines pathologischen Symptoms oder einer Pathologie mit einem bestimmten Locus. Ein Beispiel dafür sind die Assoziationsstudien von Allergien gegen bestimmte Allergene mit Suszeptibilitätsloci.
Wir dürfen nicht vergessen, dass Assoziationen auch mit Loci gefunden werden können, die Vorteile oder Schutz vor einem möglichen pathologischen Merkmal verleihen. Ein Beispiel dafür ist eine kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie, in der nach der Sequenzierung des Genoms von 2120 Individuen von der Insel Sardinien (die diese Population als genetisches Isolat betrachtet) Assoziationsstudien von seltenen genetischen Varianten mit dem Lipidprofil und Markern von Entzündungen innerhalb der Population durchgeführt wurden. So konnten sie unter anderem eine Variante im APOA5-Gen (Arg282Ser) finden, die mit niedrigeren Triglyceridwerten im Serum ihrer Träger assoziiert war, was auf eine mögliche Schutzfunktion vor kardiovaskulären Erkrankungen schließen lässt. Ein weiteres Beispiel wäre das UK10K-Projekt (10.000 UK-Genome), das WGS (Whole Genome Sequencing) und GWAS-Studien kombiniert, um zu versuchen, seltene oder ungewöhnliche genetische Varianten zu identifizieren, die mit Problemen wie Fettleibigkeit, Autismus, Schizophenie oder einigen seltenen Krankheiten in Verbindung stehen.
Die Assoziation eines Locus mit einer bestimmten Pathologie erlaubt es uns, eine vollständigere Nachuntersuchung bei Patienten durchzuführen, die dieses Risiko-Allel aufweisen, und wird uns daher eine Frühdiagnose vieler Krankheiten ermöglichen, die Leben retten kann, wie im Fall der Frühdiagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs.
In der Fachzeitschrift Nature wurde ein Artikel veröffentlicht, der auf der GWAS basiert, mit dem Ziel, zu bestimmen und zu finden, wie viele genetische Loci mit dem Geburtsgewicht assoziiert sind. Dank dieser Art von genomischer Analyse wurden 60 Loci identifiziert, die miteinander in Beziehung stehen, und hat es erlaubt, zu schließen, dass es eine starke Korrelation zwischen niedrigem Geburtsgewicht und der Wahrscheinlichkeit von Stoffwechselerkrankungen im Erwachsenenalter gibt.
Auch durch GWAS wurde die Untersuchung von Genen durchgeführt, die mit dem intrakraniellen Volumen von Menschen in Zusammenhang stehen könnten, wobei 5 bisher unbekannte Loci entdeckt wurden (6q21, 10q24, 3q28, 12q14, 12q23). Diese Arbeit, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, ermöglichte es auch, Beziehungen zwischen dem intrakraniellen Volumen und anderen anthropometrischen Merkmalen, der kognitiven Funktion, neurodegenerativen Erkrankungen (Parkinson) usw. herzustellen.
Auch durch Gwas konnte in einer 2018 in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlichten Studie die Existenz von 190 neuen Loci im Zusammenhang mit Intelligenz festgestellt werden, die sich mit den bereits entdeckten Loci zu insgesamt 205 Loci addieren, und ebenso 939 neue Gene für insgesamt 1016 Gene im Zusammenhang mit Intelligenz. So wurde auch festgestellt, dass diese assoziierten Gene vor allem im Gehirn, speziell im striatalen und pyramidalen neuronalen Gewebe des Hippocampus, exprimiert werden.
Durch Gwas können auch Gene untersucht werden, die mit dem menschlichen Fortpflanzungsverhalten in Zusammenhang stehen, indem bestimmte Loci identifiziert werden, die die Einstellung von Menschen in Bezug auf die Fortpflanzung beeinflussen. In der Zeitschrift Nature wurde eine Arbeit veröffentlicht, in der 12 Loci durch GWAS identifiziert wurden, die sich auf den Chromosomen 1,2,3,5,6,7,8 und 20 befinden und die eine potentielle Rolle bei der Reproduktion und Fruchtbarkeit spielen.
In einer 2019 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie werden die Ergebnisse einer umfangreichen GWAS vorgestellt, die an einer britischen Bevölkerung mit europäischer Abstammung durchgeführt wurde und die Assoziation von 42 Loci im gesamten menschlichen Genom mit der Tagesschläfrigkeit von Individuen aufdeckte und darüber hinaus Individuen in zwei verschiedene Subtypen gruppierte: Schlafneigung und Schlaffragmentierung.
In einer weiteren GWAS-Studie, die 2019 in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlicht wird, werden neue Loci und Signalwege identifiziert, die mit dem Alzheimer-Risiko in Verbindung stehen. Die Meta-Analyse wird an insgesamt 455.000 europäischen Personen aus verschiedenen Kohorten durchgeführt, darunter Alzheimer- oder Alzheimer-by-proxy-Patienten und Kontrollen oder Kontrollen-by-proxy, um die Stichprobengröße zu erweitern. Dadurch konnten die Autoren 29 Risikoloci identifizieren, von denen 9 bisher noch nicht mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht worden waren. Es wird auch beobachtet, dass diese Risikoloci 215 Gene betreffen, von denen 16 mit den vier in diesem Artikel verwendeten Genkartierungsstrategien identifiziert wurden. Schließlich fanden die Autoren heraus, dass diese Gene in Geweben und Zelltypen, die mit dem Immunsystem in Verbindung stehen (Milz, Leber und Mikroglia), stark exprimiert werden und an Lipidprozessen und am Abbau von Amyloid-Vorläuferproteinen beteiligt sind, was die Hypothese stärkt, dass Lipidveränderungen an der Pathogenese der Alzheimer-Krankheit beteiligt sein könnten. Daher deuten die Ergebnisse dieser GWAS-Studie auf neue, vielversprechende Gene hin, an denen zukünftige Experimente durchgeführt, Medikamente entwickelt oder Patienten stratifiziert werden können.
Das letzte Experiment mit der genomweiten Assoziationsstudie wurde im Januar 2020 in The American Journal of Psychiatry veröffentlicht, in dem fast 200.000 Genome von Teilnehmern des „Million Veteran Program“, einer der größten genetischen Datenbanken der Welt, analysiert wurden. Ziel dieser Studie war es, die genetische Architektur der Angst und ihrer Symptome zu untersuchen. Die Autoren identifizierten 5 signifikante genomweite Signale für europäische Amerikaner, und 1 für Afroamerikaner. Die Ergebnisse zeigten auch die genetische Korrelation zwischen Angst, Depression und Neurotizismus.
Zusätzlich zu ihren Anwendungen beim Menschen, hauptsächlich im Zusammenhang mit dem medizinischen Bereich, wurden GWAS bei Haustieren und bei Pflanzen von landwirtschaftlichem Interesse eingesetzt, mit dem Ziel, Loci zu identifizieren, die mit wertvollen Eigenschaften aus produktiver Sicht verbunden sind. Bei Nutztieren wurden GWAS durchgeführt, um die Heritabilität von Merkmalen zu untersuchen, die mit der Produktqualität zusammenhängen, und auch die Krankheitsresistenz wurde untersucht, während bei Pflanzen Assoziationsstudien zu finden sind, die sich auf Loci konzentrieren, die die Biomasseproduktion kontrollieren.
Vorhofflimmern
GWAS-Studien wurden auch bei Herzerkrankungen durchgeführt. In einer Meta-Analyse-Studie aus dem Jahr 2018 wurden 70 neue Loci entdeckt, die mit Vorhofflimmern assoziiert sind. Es wurden verschiedene Varianten identifiziert, die mit Genen assoziiert sind, die für Transkriptionsfaktoren wie TBX3 und TBX5, NKX2-5 oder PITX2 kodieren, die an der Regulation der kardialen Erregungsleitung, der Modulation von Ionenkanälen und an der kardialen Entwicklung beteiligt sind. Neue Gene, die an Tachykardie (CASQ2) beteiligt sind oder mit einer veränderten Kardiomyozytenkommunikation (PKP2) in Verbindung stehen, wurden ebenfalls identifiziert.