Hacen un “Google map” ?del metabolismo humano

Un consorcio de investigadores de diversas universidades acaba de producir la reconstrucción virtual más completa hasta la fecha del metabolismo humano.

El modelo llamado Recon 2 puede ser usado para identificar, causar y proponer tratamientos para diversas enfermedades como el cáncer y la diabetes e incluso problemas psiquiátricos y desórdenes neurodegenerativos.

El grupo, que se basó en un trabajo pionero hecho en la Universidad de California en San Diego (UCSD) y en el que hay investigadores de cerca de 30 universidades de Alemania, Países Bajos, Reino Unido, Rusia, Japón y Estados Unidos (por mencionar sólo a los países de los que participa más de una universidad), publicaron el trabajo ayer en la revista Nature Biotechnology.

DESBALANCES Y ENFERMEDADES

Desde hace tiempo, los médicos saben de la importancia de los desbalances metabólicos como las causas primarias de las enfermedades, pero los investigadores han estado trabajando el tema sobre todo con la evidencia que se ha hecho accesible a partir del Human Genome Project y avances en biología de sistemas, con los avances de la computación de grandes bases de datos de información biológica.

Recon 2 permite a los investigadores de biomedicina estudiar la red metabólica humana con mayor precisión de la que jamás ha sido posible. Esto es esencial para entender dónde y cómo rutas metabólicas específicas se salen de curso y generan enfermedades dice Bernhard Palsson, bioingeniero de UC San Diego.

Palsson compara Recon 2 con Google Maps por la posibilidad de agrupar una enorme cantidad de información y detalles en un único mapa interactivo, pues Recon 2 agrupa un gran compendio de datos y modelos de los procesos metabólicos de publicaciones científicas de forma similar a como Google Maps agrupa información de imágenes, calles y datos de tráfico.

Por ejemplo, si un investigador está buscando cómo el metabolismo contribuye al crecimiento de un tumor canceroso puede hacer zoom in en el mapa de Recon 2 para encontrar imágenes detalladas de reacciones metabólicas particulares o hacer zoom out para buscar patrones y relaciones entre diferentes sectores o rutas metabólicas.

La utilidad de este tipo de herramientas ha sido demostrada por múltiples investigaciones en organismos más sencillos que los seres humanos.

En las levaduras o en la bacteria E. coli, por ejemplo, se ha podido hacer bioingeniería para, entre otras muchas cosas, aumentar su eficiencia en la producción de etanol o predecir su resistencia a los antibióticos.

Una de las aplicaciones más promisorias de Recon 2 (cuyo nombre proviene de la idea de reconstruir la red metabólica) es la posibilidad de identificar rutas metabólicas y los genes que les dan origen para hacer administración dirigida de medicamentos.

Otra aplicación es la posibilidad de hacer experimentos virtuales para prever si un determinado medicamento puede arreglar un cierto desbalance metabólico y predecir sus posibles efectos secundarios.

RECON 1, EL ANTECEDENTE

El Systems Biology Research Group de Palsson en la UCSD hizo la primera reconstrucción virtual del metabolismo humano, a la que llamaron Recon 1, en el 2007, con un equipo de seis personas.

Tenía 3,300 reacciones bioquímicas documentadas a lo largo de 50 años de investigación metabólica. Recon 2, que contiene 7,400 reacciones, se construyó con la participación de investigadores de carca de 30 instituciones de todo el mundo en una serie de encuentros para refinar y consolidar los datos que se usarían.

Palsson comentó que esta aproximación tipo Jamboree (en referencia a los grandes campamentos de los scouts) ayudó al grupo a establecer estándares comunes, construir consensos, simplificar el uso para otros investigadores y darle mayor transparencia al proyecto.

Ines Thiele, bioinformática de la Universidad de Islandia dijo: Mi esperanza es que eventualmente sirva para hacer diagnósticos personalizados y para diseñar tratamientos que atiendan las necesidades de cada paciente. En el futuro, esta posibilidad podría permitir a los médicos hacer modelos virtuales de la red metabólica individual de cada paciente .

Recon 2, que todavía se espera que crezca mucho pues, como indica Thiele, sólo incorpora 1,800 genes de los 20,000 que se estima se traducen a proteínas, está disponible en humanmetabolism.org de manera gratuita.