Ofrece una oportunidad para que los científicos aceleren el ritmo de su investigación, a partir de un profundo conocimiento de la literatura médica y acelerar el descubrimiento y desarrollo de fármacos, es el objetivo de la nueva herramienta de IA.

Descubrir nuevos tratamientos para los trastornos genéticos es el objetivo de muchos científicos, actualmente. Para ello necesitan un conocimiento profundo de la literatura previa para determinar los mejores objetivos genéticos/proteicos y los fármacos más prometedores para probar. Sin embargo, dicha literatura está creciendo a un ritmo vertiginoso con información contradictoria, muchas veces, lo que hace que se precise más tiempo para realizar una revisión completa y exhaustiva.

Abordar este desafío fue el objetivo de investigadores del Texas Children´s Hospital y la Facultad de Medicina de Baylor (EEUU), según se expone en la publicación ´American Journal of Human Genetics´, en la que se informa del estudio realizado para generar una herramienta de procesamiento del lenguaje natural (PNL) llamada PARsing ModifiErS via Article aNnotations (PARMESAN) . Esta nueva herramienta, según sus autores, puede buscar información actualizada, reunirla en una base de conocimientos central e incluso predecir posibles fármacos que podrían corregir desequilibrios proteicos específicos.

«PARMESAN ofrece una oportunidad para que los científicos aceleren el ritmo de su investigación y, por lo tanto, aceleren el descubrimiento y desarrollo de fármacos», según la investigadora del Instituto Médico Howard Hughes, la Dra. Huda Zoghbi, también directora fundadora de Duncan NRI y profesora en Baylor College.

Escaner de literatura biomédica

La herramienta impulsada por inteligencia artificial (IA) escanea bases de datos de literatura biomédica pública (PubMed y PubMed Central) para identificar y clasificar descripciones de las relaciones reguladoras gen-gen y fármaco-gen. Sin embargo, lo que destaca de PARMESAN en particular es su capacidad de aprovechar información seleccionada para predecir nuevas pistas.

Los algoritmos de IA de PARMESAN analizan estudios que describen las contribuciones de varios actores involucrados en una vía genética de varios pasos. Después, asigna una puntuación numérica ponderada a cada interacción informada. Las interacciones que se informan de manera consistente y frecuente en la literatura reciben puntuaciones más altas, mientras que las interacciones que están débilmente respaldadas o parecen contradecirse entre diferentes estudios reciben puntuaciones más bajas.

La herramienta es capaz de proporcionar actualmente predicciones para más de 18 000 genes objetivo, y según estudios de evaluación comparativa tienen una precisión superior al 95 %. «Al identificar las interacciones entre genes y medicamentos más prometedoras, esta herramienta permitirá a los investigadores identificar los medicamentos más prometedores a un ritmo más rápido y con mayor precisión», indicó Cole Deisseroth, también miembro del equipo investigador.

Referencia

Deisseroth CA, Seok Lee W, Kim J, Jeong HH, Dhindsa RS, Wang J, et al.  Literature-based predictions of Mendelian disease therapies. Am J Hum Genet [Internet].2023[citado 4 oct 2023]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2023.08.018

5 octubre 2023| Fuente: IMMédico |Tomado de Noticias

El 14 de abril de 2003 es una fecha importante para la historia de la ciencia. Aquel día de hace poco más de 20 años se anunció el fin del Proyecto Genoma Humano: la secuencia esencial de nuestro ADN había conseguido descifrarse después de muchos años de esfuerzo.

No obstante, ese ‘mapa’, que costó 3.000 millones de dólares y que comenzó a usarse como referencia del genoma humano, no estaba completo. Tenía lagunas en varias regiones genéticas y se basaba principalmente en el ADN de unos pocos individuos de origen europeo. Y aunque en estas dos décadas se han producido avances tecnológicos que han permitido ‘cartografiar’ esas lagunas -la secuencia completa se obtuvo en 2022- y abaratar el proceso, seguía faltando una referencia que fuera más global y diversa.

A partir de ahora, gracias a un consorcio internacional financiado por el Instituto de Investigación Nacional del Genoma Humano de EEUU, ese recurso -un pangenoma de referencia- estará disponible.

El nuevo ‘mapa’, que se presenta como un primer borrador, incluye la secuencia genética completa de 47 individuos de diferentes orígenes, lo que proporciona información detallada de 94 genomas debido a que cada individuo lleva en su ADN dos copias de genes ‘heredados’ de su padre y su madre. El objetivo del proyecto es seguir añadiendo datos al ‘mapa’, por lo que prevé que a mediados de 2024 incluya información genética de 350 personas de ascendencia étnica diversa.

«Hasta ahora, la referencia que usaba la comunidad científica estaba incompleta y carecía de diversidad», señaló en rueda de prensa Benedict Paten, director asociado del Instituto de Genómica Santa Cruz de la Universidad de California y uno de los líderes del proyecto. Este nuevo recurso, en cambio, proporciona una imagen más completa y permitirá realizar análisis más certeros a la hora de caracterizar la variabilidad genética de la población humana sea cual sea su origen, destacó.

De hecho, el nuevo pangenoma ya ha sacado a la luz más de 100 millones de nuevas bases -cada una de las letras que componen el genoma-, y ha destapado nuevos alelos en regiones estructuralmente complejas del genoma que hasta ahora no figuraban en el genoma de referencia. Los detalles de la investigación se publican en cuatro artículos en el último número de las revistas Nature y Nature Biotechnology.

Mediante técnicas computacionales de última generación, los investigadores han sido capaces de construir un recurso que, en lugar de ser único y lineal, como era hasta ahora la referencia GRCh38 que se utilizaba, aporta distintas versiones de una misma secuencia al mismo tiempo, lo que proporciona a los investigadores un mayor abanico de opciones para sus análisis. En el proyecto ha participado un equipo del Centro de Supercomputación de Barcelona liderado por Santiago Marco-Sola.

Qué supone un nuevo pangenoma para la investigación

«Hasta ahora nos hemos contentado con una sola secuencia del genoma que en su día se decidió arbitrariamente que era la secuencia referencia, formada por trozos de secuencia de un puñado de personas de ascendencia principalmente europea. Y si bien esto ha tenido una gran utilidad, también tiene muchas limitaciones», señala Jorge Ferrer, investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG). «Por ejemplo, aunque resulte sorprendente, a cada uno de nosotros nos pueden faltar o sobrar unos cuantos trozos muy grandes del genoma. Si el pedazo de genoma escogido para ser la referencia es de alguien que no tiene ese trozo (o lo tiene suficientemente alterado), el mapa de referencia que utilizamos actualmente no serviría para una persona que tiene una mutación que afecta esa parte», aclara. Para complicar aún más las cosas, continúa, «el genoma puede variar enormemente en diferentes partes del mundo. Y si el mapa de referencia está hecho con variantes europeas, tiene menor utilidad para interpretar el genoma de una persona de Camerún o China».

El trabajo actual, apunta Ferrer, «es el primer paso para resolver estos problemas». «Han creado un sistema complejo que permite cotejar la secuencia genómica de una persona con todas estas posibles secuencias humanas, en lugar de con una sola secuencia y el consorcio tiene planes de desarrollar esta estrategia con la secuencia de muchos más individuos».

Para José Manuel Castro Tubío, líder del Grupo de Investigación de Genomas y Enfermedad del Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CIMUS) de Santiago, este nuevo recurso va a ayudar, en primer lugar, a «conocer mejor nuestra identidad, a conocer qué es lo que nos hace diferentes genéticamente a unos de otros». Y el hecho de «conocer lo que nos hace diferentes, qué secuencias de material genético nos hacen diferentes, nos va a permitir saber cosas acerca de nuestra evolución y nos va a permitir también saber cosas sobre las enfermedades genéticas que nos afectan».

«La variabilidad genética va asociada a rasgos biológicos y también a la predisposición de desarrollar enfermedades», explica. «Estos nuevos genomas que ahora se publican van a permitir descubrir muchas variantes que todavía no sabemos a qué se asocian».

Si bien la nueva referencia presentada todavía es un primer borrador y solo representa a un número todavía pequeño de individuos, contiene información que va a ser muy útil para avanzar en la investigación biomédica, concluye el investigador.

Mayo 10/2023 (Diario Médico) – Tomado de Genética – Investigación Copyright Junio 2018 Unidad Editorial Revistas, S.L.U. Todos los derechos reservados

Para los pacientes con algunos tipos de cáncer, el diagnóstico puede producirse en una fase avanzada. Mientras el tumor crece sin ser detectado, acumula cientos o miles de mutaciones, lo que dificulta a los científicos que estudian los cánceres en fase avanzada averiguar cuáles contribuyeron al crecimiento del tumor en las primeras fases del cáncer. Saber más sobre los acontecimientos genéticos que tienen lugar durante la progresión hacia el cáncer puede ayudar a los científicos a diseñar modelos celulares y animales más realistas de la enfermedad e incluso a desarrollar mejores formas de detectarla y tratarla precozmente.

Ahora, un equipo de investigadores del cáncer del Instituto Broad del MIT y Harvard, el Hospital General de Massachusetts (MGH) y la Universidad Estatal de Ohio ha demostrado que, al igual que los arqueólogos que inspeccionan artefactos enterrados para reconstruir la historia de una sociedad, pueden examinar patrones en el paisaje genético de un tumor para descubrir su pasado. Han desarrollado un método analítico que permite a los investigadores reconstruir el historial mutacional de tumores avanzados analizando sus exomas (las porciones del genoma que codifican proteínas).

El equipo validó y probó su método con datos de dos subtipos de cáncer de cabeza y cuello, uno relacionado con la exposición al virus del papiloma humano (VPH) y otro no. Identificaron ciertos eventos impulsores asociados a estadios tempranos de la enfermedad que no habían sido identificados previamente por otros métodos, así como otros eventos moleculares importantes que relacionaron con el crecimiento agresivo del tumor. El conocimiento más profundo del pasado de un tumor generado por este método podría ayudar a orientar nuevas estrategias de cribado del cáncer, prevención y terapéutica de precisión centradas en el tumor concreto de un paciente.

La tecnología, denominada PhylogicNDT, se describe en Nature Cancer y está a disposición gratuita de la comunidad científica.

Descubriendo pistas en el exoma

Para conocer la historia de un tumor, los científicos suelen comparar su ADN con el de la lesión precancerosa de la que procede. Pero en muchos tipos de cáncer es difícil obtener muestras de esas lesiones, bien porque se encuentran en las profundidades del organismo, porque no pueden detectarse o porque no está claro qué es lo que debe muestrearse.

Getz y sus colegas plantearon la hipótesis de que podrían inferir la progresión genética temprana de estos cánceres analizando el ADN de tumores más maduros mediante estrategias computacionales inteligentes. Desarrollaron PhylogicNDT para buscar patrones de errores ortográficos y fragmentos de ADN sobrantes o ausentes en el exoma del tumor.

El método se basa, en parte, en la tendencia de los genomas del cáncer a duplicar grandes fragmentos de ADN o incluso a duplicarse por completo, dando lugar a múltiples copias del genoma que siguen generando mutaciones. Teniendo en cuenta las tasas conocidas de mutaciones, PhylogicNDT puede analizar los datos del exoma y comparar estas partes duplicadas del genoma tumoral para reconstruir el orden más probable de los eventos mutacionales.

Los investigadores utilizaron PhylogicNDT para estudiar el ADN tumoral de varios cientos de personas con carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello (CECC) negativo al VPH, que es un subtipo asociado al consumo de tabaco y alcohol. Generaron una reconstrucción de eventos genéticos similar a los datos de un modelo de la enfermedad basado en lesiones premalignas, lo que validó su enfoque. También identificaron otras mutaciones impulsoras que sólo podían deducirse utilizando las avanzadas tecnologías de secuenciación actuales.

Cronología tumoral

Una vez validado su método, los investigadores lo utilizaron para analizar más de 100 tumores HNSCC VPH-positivos, causados por el virus VPH que integra su material genético en el genoma del huésped. Estos tumores también crecen más rápido que los negativos al VPH y suelen diagnosticarse en una fase tardía, cuando ya no hay tejido premaligno reconocible.

El equipo descubrió que el virus puede integrarse en el genoma del huésped años o incluso décadas antes de que se diagnostique al paciente, y que puede seguir integrándose en distintos puntos del genoma del tumor a medida que éste crece. Su análisis también descubrió varias de las mismas mutaciones encontradas en tumores VPH negativos, además de algunas exclusivas del tipo de crecimiento más rápido.

En ambos subtipos de HNSCC, los científicos observaron casos en los que el genoma se duplicaba, produciendo cuatro copias en lugar de dos, muchos años antes del diagnóstico. Sorprendentemente, también observaron algunos casos con tres copias del genoma, en los que una de las copias duplicadas se eliminó posteriormente, y estos tumores eran más agresivos y más propensos a resistir el tratamiento.

«Estos datos nos permiten relacionar la información sobre el momento de la mutación con la progresión tumoral y las diferencias de supervivencia», afirma Leshchiner.

Los investigadores esperan que PhylogicNDT pueda ayudar a otros a arrojar luz sobre otros tipos de cáncer que carecen de muestras de tejido en estadios tempranos o, en el caso de cánceres raros, disponen de pocas muestras de cualquier tejido. Además, estos enfoques computacionales podrían aliviar la necesidad de exhaustivos estudios experimentales en células o animales que se basan en el ensayo y error para averiguar qué combinaciones de eventos pueden causar cáncer. El método también puede aplicarse a numerosos conjuntos de datos existentes de secuencias del exoma del cáncer para enriquecer lo que ya se sabe sobre esas enfermedades.

Abril 21/2023 (MedicalXpress) Tomado de Cardiology https://medicalxpress.com/news/2023-04-scientists-genetics-tumor.html Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network.

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• A medida que ha aumentado la esperanza de vida humana, también lo ha hecho el número de personas que viven 100 años o más.
• Los investigadores han descubierto que los centenarios tienen una composición y una actividad celular inmunitaria únicas, lo que les confiere un sistema inmunitario que les ayuda a vivir más tiempo.
• Los científicos creen que estos hallazgos pueden servir para desarrollar terapias contra el envejecimiento saludable.

La esperanza de vida de los seres humanos en nuestro planeta se ha más que duplicado desde 1900. La esperanza de vida mundial ha pasado de 31 años en 1900 a 73,2 años en 2023, y se espera que siga aumentando hasta los 77,1 años en 2050.

También aumenta el número de personas que alcanzan los 100 años o más. Conocidos como centenarios, los investigadores estiman que había alrededor de 450.000 centenarios en todo el mundo en 2015, y se prevé que ese número aumente a 3,7 millones en 2050.

Investigaciones anteriores a principios de la década de 2000 estimaban que, a escala mundial, el número de personas que vivirían 100 años o más se quintuplicaría con creces entre 2005 y 2030.

Algo que aún se desconoce es qué permite a algunas personas vivir hasta los 100 años, mientras que otras no.

Dirigido por investigadores del Centro Médico Tufts y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, un nuevo estudio ayuda a responder a esta pregunta al descubrir que los centenarios poseen una composición y una actividad celular inmunitaria únicas, lo que les confiere un sistema inmunitario altamente funcional y les permite vivir más tiempo.

Los científicos creen que estos hallazgos podrían servir para desarrollar terapias contra el envejecimiento saludable. El estudio se ha publicado recientemente en la revista Lancet eBioMedicineFuente fidedigna.

¿Qué le ocurre a nuestro sistema inmunitario a medida que envejecemos?

A medida que envejecemos, todas las partes del cuerpo experimentan cambios, incluido el sistema inmunitario.

Según el Dr. Scott Kaiser, geriatra y director de Salud Cognitiva Geriátrica del Pacific Neuroscience Institute de Santa Mónica (California), hay dos conceptos principales en lo que se refiere a cómo cambia el sistema inmunitario a medida que envejecemos.

«Uno es la inmunosenescencia, que es el proceso de disfunción inmunitaria relacionado con la edad», explicó a Medical News Today.

«Así que los cambios en la composición y la función de nuestro sistema inmunológico con el tiempo pueden conducir a una mala función inmune en las personas mayores. Y eso está estrechamente relacionado con la vulnerabilidad de las personas a las infecciones, enfermedades autoinmunes, e incluso varios tipos de cáncer», dijo.

«Y luego está el tema del inflammaging (inflamatorio), que es un término que se ha utilizado para describir el aumento de la inflamación relacionada con la edad debido a los altos niveles de marcadores proinflamatorios en la sangre y en diferentes tejidos del cuerpo. Se trata de un importante factor de riesgo para todo tipo de enfermedades, incluidos los procesos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo», continuó el Dr. Kaiser.

«Así que hay mucho que estudiar en cuanto a la función inmunitaria a lo largo del tiempo y cómo los cambios de nuestro sistema inmunitario con la edad pueden hacernos más vulnerables o protegernos», añadió.

Examinar una inmunidad de “élite”

Según la Dra. Tanya Karagiannis, bioinformática sénior del Centro de Métodos Cuantitativos y Ciencia de Datos del Instituto de Investigación Clínica y Estudios de Política Sanitaria del Centro Médico Tufts y autora principal de este estudio, ella y su equipo decidieron estudiar el sistema inmunitario de los centenarios porque con la edad se producen cambios en nuestro sistema inmunitario, incluso en su función y composición celular, y estos cambios pueden provocar enfermedades relacionadas con el envejecimiento.

«Muchos centenarios experimentan retrasos en la aparición de enfermedades relacionadas con el envejecimiento, lo que sugiere la presencia de una inmunidad de élite que sigue siendo altamente funcional incluso en la vejez extrema», declaró a Medical News Today.

Para este estudio, los investigadores realizaron secuenciación unicelular en una categoría de células inmunitarias denominadas células mononucleares de sangre periférica (PBMC) a partir de muestras de sangre tomadas de siete centenarios inscritos en el New England Centenarian Study.

«Utilizamos datos unicelulares y aplicamos nuevos métodos computacionales para analizar las células inmunitarias que circulan por el sistema inmunitario a lo largo de la vida humana. Observamos las diferencias en la presencia de tipos específicos de células inmunitarias en edades más tempranas y en la vejez extrema, y descubrimos cambios específicos de los tipos celulares en el envejecimiento y la vejez extrema», explicó el Dr. Karagiannis.

«También tomamos los mismos tipos celulares y exploramos las diferencias en la expresión génica a través de las edades para descubrir diferentes patrones de expresión génica de la longevidad extrema que cambian con la edad, pero que también son exclusivos de la vejez extrema», añadió.

Tipos celulares únicos en centenarios

Tras el análisis, los investigadores confirmaron las observaciones realizadas en estudios anteriores sobre el envejecimiento, que identificaban cambios transcripcionales y de composición específicos de cada tipo celular que sólo se daban en los centenarios y que reflejaban una respuesta inmunitaria normal.

También descubrieron que los centenarios tenían firmas de tipo celular específicas de una longevidad excepcional, tanto en genes con cambios relacionados con la edad como en genes expresados de forma única en centenarios.

«No nos sorprendió tanto encontrar genes que cambian con la edad en los centenarios, ya que se trata de una población que envejece. Lo que nos sorprendió fueron los distintos patrones de envejecimiento que identificamos, incluidos genes específicos del envejecimiento en los que los niveles de expresión cambiaban con la edad, pero no en la longevidad extrema en diversas poblaciones celulares», afirmó el Dr. Karagiannis.

«Nuestros hallazgos pueden sentar las bases para explorar posibles impulsores de la vejez extrema que podrían conducir al descubrimiento de terapias para un envejecimiento saludable. Nos gustaría explorar los cambios longitudinales en las células inmunitarias de los centenarios y los individuos más jóvenes para ayudar a definir mejor los impulsores protectores de la longevidad extrema que proporcionan los resultados beneficiosos para la salud observados en estos individuos», continuó.

Nuevas terapias para enfermedades relacionadas con el envejecimiento

Después de revisar este estudio, el Dr. Kaiser dijo a Medical News Today que encontró este estudio interesante, ya que en realidad miró a las personas que han envejecido muy bien, que han desafiado la edad, por así decirlo, y luego miró lo que está pasando en ellos para ver si podemos aprender algo.

«Las posibles lecciones están en lo que nos hace más resistentes», explicó.

«Observar a estas personas que han tenido una longevidad extrema, viviendo hasta los 100 años e incluso más, y averiguar cuál es la naturaleza, cuál es la característica de su sistema inmunitario para que podamos entender mejor lo que podría estar pasando, y luego averiguar cómo eso podría traducirse en terapias potenciales para otras personas, para que más gente pueda disfrutar de eso».

    – Dr. Kaiser

MNT también habló conKathleen Cameron, directora sénior del Centro para el Envejecimiento Saludable del Consejo Nacional sobre el Envejecimiento, acerca de este estudio. Ella dijo que la comprensión de los cambios inmunológicos que vienen con el envejecimiento es importante para ayudar a las personas a vivir más tiempo. Y mucha gente quiere vivir más si también puede estar sana.

«Si podemos determinar qué es lo que crea esta resistencia inmunológica en las personas que viven más de 100 años, eso puede conducir a tratamientos que ayuden a las personas a vivir más tiempo. O, si hay ciertos comportamientos saludables que conducen a esta resistencia, eso también nos ayudaría», continuó Cameron.

Sin embargo, dijo que se trata de una investigación muy preliminar, ya que este estudio fue pequeño, y debería conducir a otros estudios para ayudar a los profesionales de la salud a comprender mejor esta resistencia inmunológica.

«Se necesita más investigación para comprender el efecto que tienen estos patrones inmunitarios en la longevidad. ¿Hay algo en la historia familiar de los centenarios u otras cosas que hayan sucedido en su vida, la exposición a ciertas cosas que podrían haber cambiado su sistema inmunológico? No lo sabemos gracias a este estudio. Saber más sobre esto podría conducir a nuevas terapias o nuevas formas de mejorar el sistema inmunitario.»

– Kathleen Cameron

Abril 11/2023 (Medical News Today) – Tomado de la Selección de Feature Stories. Copyright 2023 Healthline Media UK Ltd, Brighton, UK. Traducido al español por DeepL Traductor. Copyright 2023 DeepL.

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