Su riesgo personal de desarrollar enfermedades complejas como diabetes, depresión o cáncer está influenciado en parte por variantes genéticas, es decir, letras en su secuencia de ADN que difieren entre las personas. Estas variantes interrumpen las redes de genes que interactúan en diferentes tejidos de su cuerpo, dos estudios publicados en Métodos de la naturaleza y PLoS Biología Computacional encontrado. Las herramientas de software innovadoras permitieron a los científicos construir "mapas" precisos de redes de genes para aproximadamente 400 tipos diferentes de células y tejidos humanos, que van desde células inmunes a tejidos cerebrales, mientras que los estudios previos se limitaron a solo uno o pocos tejidos.de estas redes describe cientos de miles de interacciones reguladoras entre miles de genes, dando la primera visión global del "sistema de control" de diversas células y tejidos.
El equipo descubrió que las variantes genéticas interrumpen los componentes de estas redes en tejidos específicos de la enfermedad, dando nuevas ideas sobre los mecanismos de la enfermedad que pueden conducir a tratamientos específicos que son más efectivos y tienen menos efectos secundarios para el paciente. El proyecto fue encabezado porinvestigadores del recién formado Departamento de Biología Computacional DCB en la Universidad de Lausana UNIL y el Instituto Suizo de Bioinformática SIB, en colaboración con investigadores del Hospital Universitario de Lausana CHUV y el Instituto Broad del MIT y Harvard.
Los avances en la secuenciación del genoma y las tecnologías relacionadas han dado lugar a grandes estudios que comparan variantes genéticas entre personas sanas y personas con una afección dada. Estos estudios han identificado con éxito miles de variantes genéticas que están vinculadas a diferentes enfermedades. Sin embargo, los mecanismospor el cual estas variantes influyen en los procesos de la enfermedad, se desconoce en su mayoría, lo que actualmente dificulta el progreso hacia el desarrollo de mejores pruebas de diagnóstico y tratamientos personalizados para los pacientes
Daniel Marbach, David Lamparter y el Prof. Sven Bergmann SIB, UNIL, en colaboración con el Prof. Zoltán Kutalik SIB, CHUV, UNIL y el Prof. Manolis Kellis MIT, ahora han mapeado redes de genes interactuantes que sonperturbado por variantes de la enfermedad con una resolución sin precedentes en cientos de tipos de células y tejidos humanos.
regiones reguladoras mal entendidas
"El desafío es que más del 90% de las variantes de la enfermedad se encuentran fuera de los genes, en regiones del genoma que aún no se conocen bien", dice Marbach. "Estas regiones pueden tener funciones reguladoras, que a veces se ven afectadas por las variantes genéticas.aún más complicado ya que las relaciones reguladoras pueden variar entre los diferentes tipos de tejidos. Por ejemplo, cierto gen puede activar otro en el hígado, pero no en el corazón ".
Por lo tanto, el equipo abordó la ambiciosa tarea de crear "mapas" precisos de las redes reguladoras que controlan la actividad de los genes en un tejido dado. Los datos de un consorcio internacional de investigación FANTOM junto con nuevas técnicas de análisis les permitieron crear el más granderecopilación de tales redes hasta la fecha, que describe las interacciones reguladoras entre más de 19,000 genes en cerca de 400 tipos de células y tejidos humanos. El estudio brinda así la primera visión integral de los sistemas reguladores en una amplia gama de células y tejidos.
Inspirándose en las redes sociales
La hipótesis subyacente era que las variantes genéticas pueden afectar los genes que están conectados dentro de las redes reguladoras de tejidos que son específicos de ciertas enfermedades. Para probar su hipótesis, los investigadores emplearon técnicas similares a las aplicadas a las redes sociales para obtener información sobre los usuarios en elbase de sus interconexiones. Pero en este caso, utilizaron redes biológicas para obtener información sobre genes que pueden conducir a enfermedades.
En un gran estudio que incluye datos genéticos para diversos trastornos neurodegenerativos, psiquiátricos, inmunes, cardiovasculares y metabólicos, los investigadores descubrieron que las variantes de la enfermedad a menudo afectan a grupos de genes que están densamente interconectados dentro de las redes reguladoras, lo que confirma su hipótesis.componentes de la red afectados identificados con notable precisión tipos de células o tejidos que están implicados en procesos de enfermedades ". Por ejemplo, se descubrió que las personas con esquizofrenia tenían variantes genéticas que perturban los genes que interactúan en los tejidos cerebrales que son responsables del comportamiento cognitivo y emocional, mientras que las variantes genéticasasociado con la obesidad impacta los genes que interactúan en los tejidos del sistema intestinal ", dice Marbach.
hacia tratamientos mejor focalizados
"Nuestro trabajo muestra que los mapas precisos de redes de genes para diferentes tejidos serán de gran valor para avanzar en nuestra comprensión de cómo comienzan y progresan las enfermedades, lo cual es esencial para diseñar tratamientos específicos e identificar grupos de pacientes que responden a estos tratamientos en unentorno de medicina personalizada ", concluye el Prof. Bergmann.
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Materiales proporcionado por Instituto Suizo de Bioinformática . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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