Os cientistas traçam redes biológicas dos genes para ganhar introspecções novas em mecanismos da doença

As ferramentas de software inovativas permitiram que os cientistas construíssem “mapas exactos” das redes do gene para aproximadamente 400 tipos diferentes da pilha humana e do tecido, variando das pilhas imunes aos tecidos de cérebro, visto que os estudos precedentes foram limitados a apenas um ou pouco tecido. Cada um destas redes descreve centenas de milhares de interacções reguladoras entre os milhares de genes, dando a primeira ideia global do “sistema de controlo” de pilhas e de tecidos diversos. A equipe encontrou que as variações genéticas interrompem os componentes destas redes em tecidos doença-específicos, dando introspecções novas nos mecanismos da doença que podem conduzir aos tratamentos visados que são mais eficazes e ter menos efeitos secundários para o paciente. O projecto foi encabeçado por pesquisadores do departamento recentemente formado da biologia computacional (DCB) na universidade de Lausana (UNIL) e do instituto suíço do SIB da bioinformática, em colaboração com pesquisadores do hospital da universidade de Lausana (CHUV) e do instituto largo do MIT e do Harvard.

Os avanços em genoma-arranjar em seqüência e as tecnologias relacionadas causaram os grandes estudos que comparam variações genéticas entre povos saudáveis e povos com uma condição dada. Estes estudos identificaram com sucesso milhares de variações genéticas que são ligadas às doenças diferentes. Contudo, os mecanismos por que a doença da influência destas variações processa permanecem na maior parte desconhecidos, que está impedindo actualmente o progresso aos melhores testes de diagnóstico se tornando e aos tratamentos personalizados para pacientes.

Daniel Marbach, David Lamparter e o prof. Sven Bergmann (SIB, UNIL), em colaboração com o prof. Zoltán Kutalik (SIB, CHUV, UNIL) e o prof. Manolis Kellis (MIT), têm traçado agora redes dos genes de interacção que são molestados por variações da doença com definição inaudita através das centenas de tipos e de tecidos da pilha humana.

Regiões reguladoras deficientemente compreendidas

“O desafio está aquele sobre 90% da mentira das variações da doença fora dos genes, nas regiões do genoma que são compreendidas ainda deficientemente que” Marbach diz. “Estas regiões podem ter as funções reguladoras, que são interrompidas às vezes por variações genéticas. As coisas obtêm ainda mais complicadas enquanto os relacionamentos reguladores podem variar entre tipos diferentes do tecido. Por exemplo, um determinado gene pode activar outro no fígado, mas não no coração.”

A equipe abordou assim a tarefa ambiciosa de criar “mapas exactos” das redes reguladoras que controlam a actividade dos genes em um tecido dado. Os dados de um consórcio internacional da pesquisa (FANTOM) acoplado com técnicas novas da análise permitiram que criassem a coleção a maior de tais redes até agora, descrevendo as interacções reguladoras entre sobre 19.000 genes dentro perto de 400 tipos e de tecidos da pilha humana. O estudo dá assim a primeira ideia detalhada dos sistemas reguladores através de uma escala larga das pilhas e dos tecidos.

Tomando a inspiração das redes sociais

A hipótese subjacente era que as variações genéticas podem impactar os genes que são conectados dentro das redes reguladoras dos tecidos que são específicos a determinadas doenças. Para testar sua hipótese, os pesquisadores empregaram as técnicas similares àquelas aplicadas às redes sociais à informação do ganho sobre usuários com base em suas interconexões. Mas neste caso, usaram redes biológicas para ganhar a informação sobre os genes que podem conduzir às doenças.

Em um grande estudo que inclui dados genéticos para neurodegenerative diverso, as desordens psiquiátricas, imune-relacionadas, cardiovasculares e metabólicas, pesquisadores encontraram que as variações da doença afectam frequentemente os grupos de genes que foram interconectados densa dentro das redes reguladoras, confirmando sua hipótese. Além disso, estes componentes afetados da rede localizados com tipos ou os tecidos notáveis da pilha da precisão que são implicados em processos da doença. “Por exemplo, os povos com esquizofrenia foram encontrados para ter as variações genéticas que molestam genes de interacção nos tecidos de cérebro que são responsáveis para o comportamento cognitivo e emocional, quando as variações genéticas associadas com a obesidade impactarem os genes que interactivo nos tecidos do sistema intestinal” Marbach diz.

Para melhores tratamentos visados

“Nosso trabalho mostra que os mapas exactos de redes do gene para tecidos diferentes serão do valor tremendo para avançar nossa compreensão de como as doenças começam e progridem, que é essencial projectar tratamentos visados e identificar os grupos pacientes que respondem a estes tratamentos em um ajuste personalizado da medicina,” concluem o prof. Bergmann.

Source:

University of Lausanne