Los científicos correlacionan redes biológicas de genes para ganar nuevos discernimientos en mecanismos de la enfermedad

Las herramientas de software innovadoras permitieron que los científicos construyeran “mapas exactos” de las redes del gen para cerca de 400 diversos tipos de la célula humana y del tejido, colocando de las células inmunes a los tejidos cerebrales, mientras que los estudios anteriores fueron limitados a apenas un o poco tejidos. Cada uno de estas redes describe cientos de miles de acciones recíprocas reguladoras entre los millares de genes, dando la primera vista global del “sistema de mando” de células y de tejidos diversos. Las personas encontraron que las variantes genéticas rompen los componentes de estas redes en tejidos enfermedad-específicos, dando nuevos discernimientos en los mecanismos de la enfermedad que pueden llevar a los tratamientos apuntados que son más efectivos y tener menos efectos secundarios para el paciente. El proyecto fue encabezado por los investigadores del departamento recién formado de la biología de cómputo (bcd) en la universidad de Lausanne (UNIL) y del instituto suizo del SIB de la bioinformática, en colaboración con investigadores del hospital de la universidad de Lausanne (CHUV) y del instituto amplio del MIT y de Harvard.

Los avances en la genoma-secuencia y las tecnologías relacionadas han dado lugar a los estudios grandes que comparan variantes genéticas entre la gente sana y la gente con una condición dada. Estos estudios han determinado con éxito millares de variantes genéticas que se conectan a diversas enfermedades. Sin embargo, los mecanismos por los cuales la enfermedad de la influencia de estas variantes tramita siguen siendo sobre todo desconocidos, que está obstaculizando actualmente progreso a las mejores pruebas diagnósticas que se convierten y a los tratamientos personalizados para los pacientes.

Daniel Marbach, David Lamparter y profesor Sven Bergmann (SIB, UNIL), en colaboración con profesor Zoltán Kutalik (SIB, CHUV, UNIL) y profesor Manolis Kellis (MIT), ahora han correlacionado las redes de los genes que obraban recíprocamente que son perturbados por variantes de la enfermedad con la resolución sin precedente a través de centenares de tipos y de tejidos de la célula humana.

Regiones reguladoras mal entendidas

“El reto está ése sobre el 90% de la mentira de las variantes de la enfermedad fuera de genes, en las regiones del genoma que son” Marbach todavía mal entendido dicen. “Estas regiones pueden tener funciones reguladoras, que son rotas a veces por variantes genéticas. Las cosas consiguen aún más complicadas mientras que los lazos reguladores pueden variar entre diversos tipos del tejido. Por ejemplo, cierto gen puede activar otro en el hígado, pero no en el corazón.”

Las personas abordaron así la tarea ambiciosa de crear “mapas exactos” de las redes reguladoras que controlan la actividad de genes en un tejido dado. Los datos de un consorcio internacional de la investigación (FANTOM) acoplado con técnicas nuevas del análisis permitieron que crearan la colección más grande de tales redes hasta la fecha, describiendo las acciones recíprocas reguladoras entre sobre 19.000 genes hacia adentro cerca de 400 tipos y de tejidos de la célula humana. El estudio da así la primera vista completa de los sistemas reguladores a través de una amplia gama de células y de tejidos.

Tomar la inspiración de redes sociales

La hipótesis subyacente era que las variantes genéticas pueden afectar los genes que se conectan dentro de redes reguladoras de los tejidos que son específicos a ciertas enfermedades. Para probar su hipótesis, los investigadores emplearon las técnicas similares a ésas aplicadas a las redes sociales a la información del avance sobre utilizadores en base de sus interconexiones. Pero en este caso, utilizaron redes biológicas para ganar la información sobre los genes que pueden llevar a las enfermedades.

En un estudio grande incluyendo los datos genéticos para neurodegenerative diverso, los desordenes psiquiátricos, inmune-relacionados, cardiovasculares y metabólicos, los investigadores encontraron que las variantes de la enfermedad afectan a menudo a los grupos de los genes que fueron interconectados denso dentro de redes reguladoras, confirmando su hipótesis. Por otra parte, estos componentes afectados de la red establecidos claramente con los tipos o los tejidos notables de la célula de la precisión que se implican en procesos de la enfermedad. “Por ejemplo, encontraron a la gente con esquizofrenia para tener variantes genéticas que perturban genes que obran recíprocamente en los tejidos cerebrales que son responsables de comportamiento cognoscitivo y emocional, mientras que las variantes genéticas asociadas a obesidad afectan los genes que interactivo en tejidos del sistema intestinal” Marbach dice.

Hacia mejores tratamientos apuntados

“Nuestro trabajo muestra que los mapas exactos de las redes del gen para diversos tejidos estarán del enorme valor para avance nuestra comprensión de cómo las enfermedades comienzan y progresan, que es esencial diseñar tratamientos apuntados y determinar a los grupos pacientes que responden a estos tratamientos en una fijación personalizada del remedio,” concluyen a profesor Bergmann.

Source:

University of Lausanne