Crean una herramienta para buscar variantes genéticas causantes de enfermedades

La nueva metodología se está desarrollando en la empresa Seven Bridges con la colaboración de la Brazilian Initiative on Precision Medicine. La novedad se dio a conocer durante la programación del 4th BRAINN Congress

Por Karina Toledo, desde Campinas  |  Agência FAPESP – Integrantes de la Brazilian Initiative on Precision Medicine (BIPMed) están trabajando en colaboración con la empresa multinacional Seven Bridges –especializada en análisis de datos biomédicos– en la construcción de una nueva herramienta que podrá facilitar la detección de variantes genéticas causantes de enfermedades.

Esta novedad se dio a conocer durante un workshop realizado en la Universidad de Campinas (Unicamp), con sede en el interior del estado de São Paulo, el pasado 25 de marzo. El evento formó parte de la programación del 4th BRAINN Congress, organizado por el Instituto Brasileño de Neurociencia y Neurotecnología (BRAINN), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) que la FAPESP apoya.

Conocida como The Graph Genome Suite, la metodología en desarrollo permite crear genomas de referencia en forma de grafos (diagramas), teniendo en cuenta datos genéticos de una población entera.

“Actualmente, cuando analizamos fragmentos de ADN, el secuenciador nos da un rompecabezas con millones de piezas que deben ponerse en el orden correcto. Para ello usamos un genoma de referencia. El problema reside en que ese mapa en el cual nos basamos se elaboró con datos de unos pocos individuos y, por ende, no refleja la complejidad genética de la población brasileña”, explicó Benilton Carvalho, investigador del Instituto de Matemática, Estadística y Computación Científica (IMECC) de la Unicamp y miembro del comité gestor de BIPMed.

Tal como explicó Iscia Lopes-Lopes-Cendes, docente de la Facultad de Ciencias Médicas (FCM) de la Unicamp e integrante del BRAINN y de BIPMed, el genoma humano es altamente variable. “Es posible encontrar tramos enormes duplicados o ausentes cuando comparamos entre diferentes individuos. Y esto no constituye necesariamente un problema, sino que es una variación normal”, afirmó.

Sin embargo, cuando en el laboratorio el investigador se depara con un fragmento del genoma inexistente en el mapa de referencia, la tendencia indica que ese tramo de información no es tenido en cuenta. “Si la variante genética causante de una enfermedad que estamos buscando estuviera en ese tramo descartado, pasaría desapercibida”, dijo Lopes-Cendes.

Tal como explicó Carvalho, la propuesta de la nueva herramienta consiste en no montar más el rompecabezas en forma lineal, sino en forma de diagrama. De este modo, a los tramos discordantes, en lugar de desconsiderárselos, se los añade al camino principal como puentes alternativos. Así se crean versiones ligeramente distintas de un mismo genoma de referencia.

“Estamos trabajando con Seven Bridges en dos frentes: en el desarrollo de la metodología en sí misma y también aportando información sobre lo que observamos y que es distinto en la población brasileña en comparación con el genoma de referencia. Esta participación resulta fundamental para que la herramienta, cuando esté lista, también funcione en las investigaciones que se realizan en Brasil”, afirmó Lopes-Cendes, una de las mentoras de BIPMed.

Un Google genómico

Otra novedad que creó el equipo de bioinformática de BIPMed y que se dio a conocer durante el workshop realizado en Campinas es una herramienta de búsqueda destinada a su uso en bancos de datos genómicos.

“En la actualidad, cuando un usuario ingresa al banco de datos de BIPMed, logra consultar una o dos variantes, con suerte diez. Pero, para consultar veinte mil, por ejemplo, tardaría tanto tiempo que se le haría inviable. La nueva herramienta ayuda en este tipo de búsqueda programática. Es una especie de Google de uso en bancos de datos genómicos”, explicó Carvalho.

El software es de dominio público y ya se encuentra disponible en el sitio web de Bioconductor, una comunidad creada para compartir programas de bioinformática de tipo open source (de código abierto).

“Es importante hacer hincapié en que esta herramienta no sirve únicamente para los datos de BIPMed. También es capaz de conectarse a cualquier base de datos federada que emplee los estándares establecidos por el consorcio Global Alliance for Genomics and Health (GA4GH): basta con informar la dirección del servidor”, comentó Carvalho.

El banco de datos genómicos de BIPMed es la primera iniciativa de esta índole en Latinoamérica, y reúne actualmente información relativa a 254 individuos de la zona de Campinas, en el interior de São Paulo. Los voluntarios –que representan a una población de referencia (no son pacientes)– pasaron por la secuenciación completa del exoma (la parte del genoma donde se ubican los genes codificadores de proteínas y, por ende, donde existen mayores posibilidades de que ocurran mutaciones causantes de enfermedades) o su material genético se analizó mediante el empleo de una tecnología denominada chips de ADN o microarrays.

Según Lopes-Cendes, recientemente empezó a incluirse en la base de datos también información referente a pacientes con epilepsia, atendidos en el servicio de salud de la Unicamp. “Entraron 17 mutaciones distintas en el gen SCN1A, uno de los más asociados con esta enfermedad. Se espera que esta cifra crezca rápidamente”, dijo Lopes-Cendes.

En breve se incluirán datos de pacientes con fisuras labiopalatinas sindrómicas y no sindrómicas y de mutaciones relacionadas con el cáncer de mama.

Alcance nacional

Con el objetivo de establecer las condiciones necesarias como para implementar la medicina de precisión en Brasil, científicos del BRAINN y de otros cuatros CEPIDs de la FAPESP –el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Computacionales (CCES), el Centro de Investigación en Terapia Celular (CTC), el Centro de Investigación en Obesidad y Comorbilidades (OCRC) y el Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias (CRID)– crearon BIPMed en 2015.

Esta iniciativa ha adquirido protagonismo internacional y representa a Brasil en consorcios importantes del área, tales como el GA4GH y el The Human Variome Project, vinculado a la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (Unesco).

“Al final de 2016, participamos en un encuentro de iniciativas nacionales de medicina genómica organizado por el GA4GH en Vancouver, en Canadá. La idea consistía en que cada grupo presentase el trabajo que viene llevando adelante individualmente, para que la experiencia de cada uno pueda servirles de ayuda a los demás”, comentó Lopes-Cendes.

También estaban presentes representantes de Australian Genomics Health Alliance (Australia), France Genomic Medicine Plan 2025 (Francia), Genomics England (Inglaterra), Genome Canada (Canadá), H3Africa (continente africano), Japan Agency for Medical Research and Development (Japón), US Precision Medicine Initiative (Estados Unidos) y The US Cancer Moonshot (Estados Unidos).

“Todos los grupos presentes estaban ligados a los sistemas de salud de sus países de origen. En muchos casos, se trataba de sistemas públicos de salud. BIPMed era la única iniciativa financiada por una agencia de fomento de la investigación científica. Y esto con el tiempo ha de cambiar, pues llegará un momento en que dejaremos de producir artículos científicos y empezaremos a producir servicios de asistencia de la salud. Llegado ese momento, tendremos que contar con otras fuentes de financiación”, afirmó Lopes-Cendes.

A juicio de la investigadora, los gestores del Sistema Único de Salud (SUS), el sistema público de salud brasileño, aún se resisten a reconocer que la medicina genómica puede aplicarse en la red pública, o que es algo que posee utilidad práctica; es una visión a la que considera desfasada.

“Existe la idea de que los datos genómicos sólo son útiles para diagnosticar y tratar enfermedades raras. Sin embargo, en centros particulares de punta, la medicina genómica ha sido utilizada en la estadificación y en la definición del tratamiento de enfermedades comunes como el cáncer. Esto evita que el paciente reciba un tratamiento más agresivo que lo necesario y ahorra recursos”, argumentó.

Para Peter Goodhand, director ejecutivo del GA4GH, BIPMed dio un primer gran paso para traer a Brasil y a toda América Latina “el poder y la promesa de la medicina genómica”. “Es importante que siga creciendo en términos de participación y alcance, y esto requerirá contar con un fuerte liderazgo, y con financiación mediante múltiples alianzas, tanto a nivel regional como también a nivel nacional”, sostuvo.