Una eina computacional desenvolupada a l’IRB Barcelona s’incorpora al consorci mundial Pan-Cancer d’anàlisi de tumors humans

Mapa d'interaccions de proteïnes de la malaltia d'Alzheimer (font: dSysMap, IRB Barcelona)
Mapa d'interaccions de proteïnes de la malaltia d'Alzheimer (font: dSysMap, IRB Barcelona)
  • <p>Protein network for Alzheimer's disease (source: dSysMap, IRB Barcelona)</p>
  • <p>Network for Breast Cancer (source: dSysMap, IRB Barcelona)</p>
  • <p>Network for Diabetes Mellitus (source: dSysMap, IRB Barcelona)</p>
  • <p>Network for Friedreich Ataxia (source: dSysMap, IRB Barcelona)</p>

dSysMap (mapa sistèmic de malalties en anglès) és una metodologia computacional per ajudar a interpretar l’efecte de mutacions genètiques en el desenvolupament de malalties complexes.

 

L’eina permet explorar com les alteracions patològiques en més de 2.000 proteïnes afecten les funcions biològiques en que estan implicades.

 

El consorci Pan-Cancer incorpora l’eina per obtenir una visió més completa de les causes dels processos tumorals.

El laboratori dirigit per l’investigador ICREA Patrick Aloy, de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), presenta avui a Nature Methods una eina computacional que permet avançar en la comprensió de les causes genètiques de malalties complexes com ara el càncer, l’Alzheimer o la diabetis.

Els investigadors del Laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes han introduït en una plataforma web oberta les més de 23.000 mutacions genètiques documentades a dia d’avui que afecten la funció de 2.000 proteïnes, i han col·locat aquestes proteïnes mutades sobre el mapa d’interaccions conegudes entre proteïnes humanes.

Desenvolupada íntegrament a l’IRB Barcelona, dSysMap -nom en anglès per a “mapa sistèmic de malalties”- ofereix detalls moleculars de com les mutacions en determinades proteïnes alteren les relacions amb d’altres proteïnes, el que genera un efecte en el correcte funcionament dels processos cel·lulars.

Utilitat i nou coneixement

L’eina ha permès explicar, per exemple, per què mutacions en una mateixa proteïna poden provocar dues malalties diferents o per què mutacions localitzades en proteïnes diferents poden desencadenar una mateixa patologia. dSysMap integra informació per a 2.804 malalties complexes.

“Col·loquem les mutacions en un context global de processos biològics, en el que anomenem biologia de sistemes o biologia de xarxes; i fent això oferim una visió més completa dels efectes de les mutacions patològiques conegudes”, diu Patrick Aloy. I descriu dSysMap com “un generador d’hipòtesis que a més aporta detalls mecanístics moleculars per poder entendre millor malalties complexes de base genètica, que són la majoria, com càncer, Alzheimer o diabetis”.

dSysMap és accessible de franc a http://dsysmap.irbbarcelona.org i els científics d’arreu del món hi poden incorporar les seves dades de forma totalment anònima.

L’equip ha dut a terme aquest projecte amb fons europeus provinents del 7è programa marc i del Consell Europeu de Recerca a través d’un projecte ERC Consolidator Grant atorgat a Aloy.

Pan-Cancer, rere l’empremta dactilar del càncer

Peter Campbell, de l’Institut Sanger Welcome Trust del Regne Unit i un dels coordinadors de Pan-Cancer, és qui ha recomanat d’integrar dSysMap dins la plataforma que comparteixen més d’un centenar de grups, entre els quals hi ha el mateix Aloy. A través de Pan-Cancer s’estan analitzant 4.000 genomes de pacients d’arreu del món amb diferents tipus de tumor per identificar i comprendre les causes dels processos tumorals. “Els diferents grups podran ara introduir-hi les mutacions genètiques que vagin trobant en els tumors per obtenir una visió més global dels efectes en els processos biològics implicats i formular noves hipòtesis”, explica Aloy.

Un treball publicat el novembre passat a Cell, amb participació de Patrick Aloy i Roberto Mosca –principals autors del treball d’avui-, on es presentava la xarxa d’interaccions de proteïnes humanes en detall, ha propiciat el desenvolupament de l’eina. “La informació de mutacions l’acumulem de fa anys i projectes gegants com Pan-Cancer en detectaran moltes més, però fins ara no teníem un mapa d’interaccions entre proteïnes prou dens. El treball de Cell va doblar el coneixement en aquest àmbit, i dSysMap combina totes les dades disponibles per treure’n un major rendiment científic”, raona Aloy.

La fiabilitat de les dades que ofereix el recurs computacional s’ha testat experimentalment amb exemples concrets al Laboratori de Bioinformàtica Experimental, un equipament que comparteixen l’IRB Barcelona i el Barcelona Supercomputing Center.

Article de referència:

dSysMap: exploring the edgetic role of disease mutations

Roberto Mosca, Jofre Tenorio-Laranga, Roger Olivella, Victor Alcalde, Arnaul Céol, Montserrat Soler-López and Patrick Aloy

Nature Methods 12, 167–168 (2015) doi:10.1038/nmeth.3289