cómo interactúan los genes

Científicos de Barcelona han desarrollado una nueva herramienta computacional. Está basada en un modelo matemático que permite ver cómo interactúan los genes cuando construyen tejidos y organismos. La agencia EFE señala que, para el investigador del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), Giovanna Iacono, “los científicos ya saben que las células pueden existir en estados efímeros y dinámicos”. A su juicio, comprenderlas es esencial para “descifrar enfermedades y encontrar curas”. No obstante, las técnicas de laboratorio para estudiarlas tienen sus límites y “no permiten perfilar la función de una célula con un gran detalle”.

Modelo matemático

Para resolver este obstáculo, los científicos del CNAG-CRG, liderados por Holger Heyn, desarrollan este modelo matemático, publicado en la revista Genome Biology, capaz de precisar la relevancia génica en la función del órgano y en posibles enfermedades. Asimismo, Iacono ha resaltado que “nuestras herramientas de transcriptómica de células individuales, desarrolladas con anterioridad, resultaron muy útiles para descubrir tipos de células desconocidos”. Asimismo, ha indicado que estas herramientas les permitieron describir nuevos tipos y subtipos de células.

Por su parte, Heyn recuerda que consorcios a gran escala como Human Cell Atlas Project generan mapas de células individuales de organismos completos, para los que “se precisan sofisticadas estrategias de análisis que permitan transformar el Big Data en conocimientos biológicos y clínicos disruptivos”. Además, recuerda que la herramienta que han desarrollado ahora permite ir un paso más allá y ver cómo interactúan los genes para formar tejidos.

Herramienta

Iacono subraya que esta herramienta intenta abordar con precisión el proceso de regulación que controla la morfología y las funciones de una célula. La herramienta está basada en la teoría de gráficas, un modelo matemático abstracto en el que hay nodos conectados por los extremos. “Una vez obtienes una gráfica, una estructura, puedes medir la importancia de cada nodo para la red. En este caso, cada nodo era un gen y, si resultaba importante, esto significaba que la función de este gen era clave para el sistema biológico objeto de estudio”, recuerda el especialista.

En este sentido, los científicos del CNAG-CRG procesaron conjuntos de datos de 10 000 células. Su objetivo es deducir las redes de regulación que impulsan la formación del fenotipo de la célula y sus respectivas funciones. Asimismo, aplicaron la herramienta para estudiar la diabetes tipo II y el alzhéimer. Por eso, descubrieron cambios funcionales relevantes, lo que abre nuevas vías para hallar nuevas dianas terapéuticas.

El análisis de la red que han desarrollado va más allá de los enfoques aplicados actualmente. A juicio de Heyn, proporciona conocimientos profundos sobre cómo la actividad génica da forma a tejidos y órganos, lo que “es crítico para comprender enfermedades en que estas redes están alteradas y encontrar talones de Aquiles para conseguir tratamientos efectivos”.

Finalmente, la herramienta puede aplicarse a cualquier enfermedad, desde el alzhéimer a leucemia linfocítica crónica. Iacono ha concluido que “aplicaremos nuestra herramienta para proponer nuevos genes diana para muchas enfermedades que luego podrán validarse en estudios futuros”.