Jasnym zastosowaniem tego typu badań jest asocjacja patologicznego symptomu lub patologii z określonym locus. Przykładem mogą być badania asocjacyjne alergii na określone alergeny z podatnością na loci.
Nie możemy zapominać, że asocjacje można znaleźć również z loci, które dają korzyści lub ochronę przed ewentualną cechą patologiczną. Przykładem jest ostatnie badanie opublikowane w czasopiśmie Nature, w którym po zsekwencjonowaniu genomu 2120 osób z wyspy Sardynii (uznano tę populację za izolat genetyczny), przeprowadzono badania asocjacyjne rzadkich wariantów genetycznych z profilem lipidowym i markerami stanu zapalnego w obrębie populacji. W ten sposób udało im się znaleźć m.in. wariant w genie APOA5 (Arg282Ser), który wiązał się z niższym poziomem trójglicerydów w surowicy jego nosicieli, co sugeruje możliwą rolę ochronną przed chorobami układu krążenia. Innym przykładem może być projekt UK10K (10 000 genomów brytyjskich), który łączy badania WGS (Whole Genome Sequencing) i GWAS, aby spróbować zidentyfikować rzadkie lub niezwyczajne warianty genetyczne związane z problemami takimi jak otyłość, autyzm, schizofrenia lub niektóre rzadkie choroby.
Połączenie locus z określoną patologią pozwala nam na prowadzenie pełniejszej obserwacji pacjentów, u których występuje ten allel ryzyka, a tym samym pozwoli nam na wczesne rozpoznanie wielu chorób, które mogą uratować życie, jak w przypadku wczesnego rozpoznania raka trzustki.
W czasopiśmie Nature opublikowano artykuł oparty na GWAS, którego celem było określenie i znalezienie, ile loci genetycznych jest związanych z masą urodzeniową. Dzięki tego typu analizie genomowej zidentyfikowano 60 loci, które są ze sobą powiązane, co pozwoliło na stwierdzenie, że istnieje silna korelacja pomiędzy niską masą urodzeniową a prawdopodobieństwem wystąpienia chorób metabolicznych w wieku dorosłym.
Przeprowadzono również badania GWAS genów, które mogą być związane z objętością wewnątrzczaszkową u ludzi, odkrywając 5 nieznanych wcześniej loci (6q21, 10q24, 3q28, 12q14, 12q23). Praca ta, opublikowana w czasopiśmie Nature, pozwoliła również na ustalenie zależności pomiędzy objętością wewnątrzczaszkową a innymi cechami antropometrycznymi, funkcjami poznawczymi, chorobami neurodegeneracyjnymi (Parkinson), itp.
Podobnie, udało się również ustalić dzięki Gwasowi w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature Genetics w 2018 roku istnienie 190 nowych loci związanych z inteligencją, które sumują się do łącznej liczby 205 loci z tymi wcześniej odkrytymi oraz, podobnie, 939 nowych genów dla łącznej liczby 1016 genów związanych z inteligencją. W ten sposób ustalono również, że te powiązane geny ulegają ekspresji głównie w mózgu, a konkretnie w tkance neuronów striatalnych i piramidowych hipokampa.
Przez Gwas można również badać geny, które mogą być związane z ludzkim zachowaniem reprodukcyjnym, poprzez identyfikację pewnych loci, które wpływają na postawę ludzi w odniesieniu do reprodukcji. W czasopiśmie Nature opublikowano pracę, w której za pomocą GWAS zidentyfikowano 12 loci zlokalizowanych na chromosomach 1,2,3,5,6,7,8 i 20, które miały potencjalną rolę w reprodukcji i płodności.
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications w 2019 r. przedstawiono wyniki rozległego GWAS przeprowadzonego na populacji brytyjskiej o europejskim rodowodzie, które ujawniły asocjację 42 loci w całym genomie człowieka związanych z sennością dzienną poszczególnych osób, a ponadto pogrupowały osoby na 2 różne podtypy: skłonność do snu i fragmentację snu.
W innym badaniu GWAS opublikowanym w 2019 roku w czasopiśmie Nature Genetics, zidentyfikowano nowe loci i ścieżki sygnalizacyjne implikowane w ryzyku Alzheimera. Metaanaliza została przeprowadzona na łącznie 455 000 europejskich osób z różnych kohort, w tym pacjentów z chorobą Alzheimera lub z chorobą Alzheimera-by-proxy oraz osób z grupy kontrolnej lub z grupy kontrolnej-by-proxy, w celu zwiększenia wielkości próby. Dzięki temu autorzy zidentyfikowali 29 loci ryzyka, z których 9 nie było dotychczas związanych z chorobą Alzheimera. Zauważono również, że te loci ryzyka wpływają na 215 genów, z których 16 zostało zidentyfikowanych przy użyciu czterech strategii mapowania genów zastosowanych w tym artykule. Wreszcie autorzy stwierdzili, że geny te ulegają wysokiej ekspresji w tkankach i typach komórek związanych z układem immunologicznym (śledziona, wątroba i mikroglej) i są zaangażowane w procesy lipidowe oraz w degradację białek prekursorowych amyloidu, co wzmacnia hipotezę, że zmiany lipidowe mogą być zaangażowane w patogenezę choroby Alzheimera. Dlatego te wyniki uzyskane w tym badaniu GWAS sugerują nowe obiecujące geny, na których można przeprowadzać przyszłe eksperymenty, opracowywać leki lub stratyfikować pacjentów.
Ostatni eksperyment z wykorzystaniem badania asocjacyjnego obejmującego cały genom został opublikowany w styczniu 2020 roku, w The American Journal of Psychiatry, w którym przeanalizowano prawie 200 000 genomów uczestników „Million Veteran Program”, jednej z największych genetycznych baz danych na świecie. Celem pracy było zbadanie genetycznej architektury lęku i jego objawów. Autorzy zidentyfikowali 5 znaczących sygnałów genomowych dla Europejczyków i 1 dla Afroamerykanów. Wyniki wykazały również korelację genetyczną pomiędzy lękiem, depresją i neurotycznością.
Oprócz zastosowań u ludzi, związanych głównie z medycyną, GWAS zostały wykorzystane u zwierząt domowych i roślin o znaczeniu rolniczym, w celu identyfikacji loci związanych z cechami cennymi z punktu widzenia produkcyjnego. W przypadku zwierząt gospodarskich przeprowadzono badania GWAS nad odziedziczalnością cech związanych z jakością produktów, badano również odporność na choroby, natomiast w przypadku roślin można znaleźć badania asocjacyjne skupiające się na loci kontrolujących produkcję biomasy.
Migotanie przedsionkówEdit
Badania GWAS przeprowadzono również w chorobach serca. Badanie metaanalizy przeprowadzone w 2018 roku wykazało odkrycie 70 nowych loci związanych z migotaniem przedsionków. Zidentyfikowano różne warianty związane z genami kodującymi czynniki transkrypcyjne, takie jak TBX3 i TBX5, NKX2-5 czy PITX2, zaangażowane w regulację przewodnictwa w sercu, modulację kanałów jonowych oraz w rozwój serca. Zidentyfikowano również nowe geny zaangażowane w tachykardię (CASQ2) lub związane ze zmienioną komunikacją między kardiomiocytami (PKP2).