Los investigadores del Barrow Neurological Institute han completado experimentos adicionales que validan la identificación de cinco nuevos genes vinculados a la esclerosis lateral amiotrófica ELA, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig. Los resultados del nuevo estudio, validados a través de cinco métodos diferentes, se publicaron en unmanuscrito completo en Acta Neuropathologica , validando hallazgos anteriores en el proyecto.
ALS es un trastorno neurológico fatal que afecta a más de 220,000 pacientes en todo el mundo1 sin cura y con pocos tratamientos. El Dr. Robert Bowser, quien dirigió la investigación, dirige el Centro de Investigación ALS Gregory W. Fulton en Barrow, ubicado en Dignity Health St. Joseph'sHospital y centro médico y considerado uno de los principales centros de neurociencia del mundo.
El equipo del Dr. Bowser utilizó tecnologías proporcionadas por IBM Watson Health, incluida Watson para Drug Discovery, una novedosa plataforma de investigación que aprovecha el texto de más de 28 millones de resúmenes de MEDLINE y otras fuentes de datos. La solución aplica procesamiento avanzado de lenguaje natural, aprendizaje automáticoy análisis predictivo para identificar nuevas relaciones entre genes, proteínas, fármacos y enfermedades.
"Validar más y ampliar nuestros hallazgos anteriores ha sido emocionante, porque en una investigación de esta naturaleza, el tiempo es esencial", dice el Dr. Bowser, uno de los principales investigadores de ALS de la nación. "Podríamos haber examinado individualmente1,500 proteínas y genes, pero nos hubiera llevado mucho más tiempo hacerlo. Estos hallazgos inspiran la esperanza de que, con esta tecnología, algún día podamos identificar tratamientos nuevos y más efectivos para la ELA ".
Esta investigación es importante porque demuestra la capacidad de los algoritmos de inteligencia artificial para acelerar los descubrimientos de la investigación en laboratorio húmedo. También proporciona evidencia adicional de que el metabolismo del ARN juega un papel importante en la ELA.
Más de 30 genes se han relacionado con ALS, y las mutaciones en los 11 genes que codifican las proteínas de unión al ARN causan formas familiares de ALS. Estas proteínas de unión al ARN juegan un papel crítico en la forma en que los genes codificados dentro del ADN en cada célula se convierten enLas proteínas que realizan todas las funciones dentro de una célula. Las alteraciones en estas proteínas pueden conducir a un metabolismo alterado del ARN y a la generación de agregados de proteínas tóxicas dentro de las neuronas motoras que contribuyen a la disfunción motora y finalmente a la parálisis y la muerte.
El ADN de una persona codifica para más de 1,500 proteínas de unión a ARN, y se desconoce si otras proteínas de unión a ARN pueden contribuir a la ELA. Con tantas proteínas de unión a ARN codificadas en nuestro genoma, el costo y el tiempo necesarios para examinar todas estas proteínas de unión a ARNEl laboratorio de Barrow estudió si IBM Watson para Drug Discovery podría acelerar la identificación de proteínas de unión a ARN adicionales vinculadas a la ELA al ayudar a los científicos a centrar los esfuerzos de investigación en las proteínas que Watson clasificó alto y predijo que se alterarían en la ELA.
El Dr. Bowser y su equipo proporcionaron una lista de 11 proteínas de unión al ARN con mutaciones conocidas que causan ELA. Watson para Drug Discovery usó la lista de proteínas y la literatura médica con referencias cruzadas de 28 millones de resúmenes de MEDLINE para clasificar el orden de todas las otras 1.500 uniones de ARNproteínas codificadas por nuestro genoma para intentar identificar nuevas proteínas de unión a ARN unidas a ALS.
El equipo de Barrow validó las 10 principales proteínas de unión al ARN utilizando cinco métodos diferentes que incluyeron el uso de muestras de tejido del paciente y células madre derivadas del paciente diferenciadas en neuronas motoras. También examinaron un conjunto más pequeño de proteínas de unión al ARN cerca del final de la lista paraDemostrar que los cambios detectados en los 10 primeros no se observaron para los que se encuentran al final de la lista, lo que demuestra la capacidad de Watson for Drug Discovery para predecir correctamente las proteínas de unión al ARN vinculadas a la ELA.
Los resultados fueron innovadores, y un proceso minucioso que habría llevado años a los investigadores se completó en solo unos pocos meses.
Ocho de los 10 principales candidatos fueron validados con éxito y se demostró que estaban alterados en ALS. Cinco de estos genes nunca habían sido examinados en ALS, lo que indica que la plataforma de inteligencia artificial de IBM podría predecir nuevos genes y proteínas vinculadas a esta enfermedad. Proteínas de unión a ARNal final de la lista no se alteraron en ALS.
Al acelerar la investigación biológica celular, los científicos esperan acelerar el descubrimiento de nuevas terapias para la ELA.
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Materiales proporcionados por Hospital y centro médico de San José . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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