Asthma is the most common chronic disease of children, with significant racial/ethnic differences in prevalence, morbidity, mortality and therapeutic response. Albuterol, a bronchodilator medication, is the first-line therapy for asthma treatment worldwide. We performed the largest whole genome sequencing (WGS) pharmacogenetics study to date using data from 1,441 minority children with asthma who had extremely high or low bronchodilator drug response (BDR). We identified population-specific and shared pharmacogenetic variants associated with BDR, including genome-wide significant (p < 3.53 x 10-7) and suggestive (p < 7.06 x 10-6) loci near genes previously associated with lung capacity (DNAH5), immunity (NFKB1 and PLCB1), and β-adrenergic signaling pathways (ADAMTS3 and COX18). Functional analyses centered on NFKB1 revealed potential regulatory function of our BDR-associated SNPs in bronchial smooth muscle cells. Specifically, these variants are in linkage disequilibrium with SNPs in a functionally active enhancer, and are also expression quantitative trait loci (eQTL) for a neighboring gene, SLC39A8. Given the lack of other asthma study populations with WGS data on minority children, replication of our rare variant associations is infeasible. We attempted to replicate our common variant findings in five independent studies with GWAS data. The age-specific associations previously found in asthma and asthma-related traits suggest that the over-representation of adults in our replication populations may have contributed to our lack of statistical replication, despite the functional relevance of the NFKB1 variants demonstrated by our functional assays. Our study expands the understanding of pharmacogenetic analyses in racially/ethnically diverse populations and advances the foundation for precision medicine in at-risk and understudied minority populations.

Telomere length (TL) is associated with numerous disease states and is affected by genetic and environmental factors. However, TL has been mostly studied in adult populations of European or Asian ancestry. These studies have identified 34 TL-associated genetic variants recently used as genetic proxies for TL. The generalizability of these associations to pediatric populations and racially diverse populations, specifically of African ancestry, remains unclear. Furthermore, six novel variants associated with TL in a population of European children have been identified but not validated. We measured TL from whole blood samples of 492 healthy African American youth (children and adolescents between 8 and 20 years old) and performed the first genome-wide association study of TL in this population. We were unable to replicate neither the 34 reported genetic associations found in adults nor the six genetic associations found in European children. However, we discovered a novel genome-wide significant association between TL and rs1483898 on chromosome 14. Our results underscore the importance of examining these genetic associations with TL in diverse pediatric populations such as African Americans.