Red múltiplex mejora diagnóstico y análisis de enfermedades raras
Jrg Menche y Pisanu Buphamalai. Crédito: Laura Alvarez, CeMM
Las enfermedades raras generalmente son causadas por un solo defecto genético. Sin embargo, la búsqueda de la causa y la valoración de los efectos es muy compleja y difícil. Jrg Menche, investigador principal adjunto del Centro de Investigación de Medicina Molecular CeMM de la Academia de Ciencias de Austria y su equipo han desarrollado ahora una red multiplexada que mapea todos los genes y sus interacciones en múltiples niveles y mejora la identificación de defectos genéticos y la evaluación de sus consecuencias.
A diferencia de las enfermedades comunes, que generalmente se caracterizan por una interacción compleja de múltiples factores genéticos y ambientales, las enfermedades raras a menudo se remontan a un único gen defectuoso. Por lo tanto, la decodificación y el análisis específicos de un defecto genético y sus consecuencias fenotípicas brindan información importante para comprender los mecanismos subyacentes en el cuerpo y ayudan a elegir estrategias de tratamiento específicas. Sin embargo, la búsqueda individual de la causa de la enfermedad suele ser larga y costosa. El grupo de investigación del científico de redes Jrg Menche en CeMM y Max Perutz Labs presenta ahora un nuevo enfoque sistemático para el estudio de enfermedades raras y no caracterizadas utilizando una llamada red multiplex en su último estudio, publicado hoy en la revista Nature. Comunicaciones.
Probabilidad tres veces mayor de identificar el defecto genético causante
El grupo de investigación de Menche se ha dedicado durante varios años a comprender mejor las interacciones genéticas mediante el análisis de redes moleculares para mejorar el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades raras. . Para su estudio actual, el primer autor Pisanu Buphamalai, un CeMM Ph.D. estudiante en el grupo de investigación de Menche, construyó una red multicapa mapeando más de 20 millones de relaciones genéticas con información que va desde interacciones de proteínas hasta similitudes fenotípicas. Para ello, el científico integró un completo conjunto de datos de más de 3.700 enfermedades raras con una base genética conocida. El líder del estudio, Menche, explica: «La red múltiplex integra diferentes capas de red que mapean diferentes niveles de la organización biológica de nuestro cuerpo, desde el genoma hasta el transcriptoma, el proteoma y el fenotipo.
Al mapear las interacciones y los mecanismos de las proteínas, también podemos caracterizar mejor aquellas proteínas cuyas funciones en las enfermedades se desconocían previamente y, por lo tanto, rastrear los defectos genéticos más rápidamente». Pisanu Buphamalai agrega: «Nos guiamos por las interacciones entre las proteínas tanto a nivel físico como funcional. Esto nos permite sacar conclusiones sobre el posible gen defectuoso, así como los efectos asociados. Nuestro enfoque de red aumenta tres veces la probabilidad de encontrar la aberración genética crucial. en comparación con cuando estas redes se consideran por separado».
Progreso para la medicina de red: análisis más precisos, mejor pronóstico
Por un lado, el diseño modular de la red múltiplex permite cuantificar el impacto de una enfermedad rara particular en un nivel específico de organización biológica. Esto significa determinar si ciertas células, formas de tejido, órganos, etc. están particularmente afectados por un defecto genético. Por otro lado, también se puede medir la importancia de ciertos procesos moleculares para una enfermedad. «Es precisamente debido a su complejidad, la vinculación de secuencias y procesos moleculares, que nuestra red múltiplex es significativamente más poderosa y exitosa que mirar cada red individualmente. También facilita hacer predicciones sobre las posibles consecuencias del defecto genético, dice Menche.
La funcionalidad de la red se probó con éxito en colaboración con Vanja Nagy, investigadora principal del Instituto Ludwig Boltzmann para enfermedades raras y no diagnosticadas e investigadora principal adjunta del CeMM, utilizando datos de pacientes con enfermedades neurológicas cuyo defecto genético subyacente era Ya es sabido. «Nuestro estudio muestra cómo se puede utilizar un gran conjunto de datos en el contexto de la medicina en red para abordar varios desafíos prácticos y conceptuales en la investigación de enfermedades raras para mejorar el diagnóstico y el tratamiento en beneficio de los pacientes», dice Menche.
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La visualización de realidad virtual respalda la investigación sobre redes moleculares Más información: El análisis de redes revela firmas de enfermedades raras en múltiples niveles de organización biológica Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26674-1 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por CeMM Research Center for Molecular Medicine of the Austrian Academy of Sciences Cita: La red multiplex mejora el diagnóstico y el análisis de enfermedades raras (9 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-multiplex-network-diagnosis-analysis-rare.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.