El grupu de Problemes Inversos, Optimización y Aprendizaxe Automáticu de la Universidá d'Uviéu, dirixíu pol profesor Juan Luis Fernández-Martínez, en collaboración col profesor Andrzej Kloczkowski del Batelle Center of Mathematical Medicine, dependiente del Nationwide Children Hospital de Columbus (Ohio), desenvolvió un algoritmu que dexa discernir si una mutación na cadena d'aminoácidos d'una proteína puede desestabilizala y provocar enfermedaes, superando la fiabilidá de los métodos esistentes. La conocencia de cómo d'estable o inestable ye dichu cambéu (denomináu polimorfismu) resulta un aspeutu clave nel diseñu de fármacos y nel estudiu de numberoses enfermedaes. Esti trabayu forma parte de la tesis doctoral d'Óscar Álvarez, que se desenvuelve nel Departamentu de Química Física y Analítica de la Universidá d'Uviéu. Les resultancies vieron la lluz na revista "Biomolecules".

 

Les proteínes son molécules formaes por cadenes d'aminoácidos y resulten una pieza clave nel funcionamientu del organismu de los seres vivos. Con un amenorgáu númberu d'aminoácidos (solo 20 distintos) xenérense millones de proteínes, siendo la so secuencia la que determina la so estructura y les sos funcionalidades. Les proteínes sintetícense dependiendo de cómo tán regulaos los xenes que les codifican.

 

Entender cómo una o delles mutaciones afecten simultáneamente a les funcionalidades d'una proteína ye unu de los problemes abiertos na xenómica, cuidao que una única sustitución na cadena d'aminoácidos puede xenerar efectos adversos. El desenvolvimientu de munches de les enfermedaes depende de si diches mutaciones desestabilicen a les proteínes, camudando la so estructura espacial. Predicir dichu cambéu ye, poro, un aspeutu fundamental nel estudiu d'enfermedaes y na busca de fármacos que dexen evitar dichu efectu.

 

L'estudiu d'enfermedaes precisa non solo de la conocencia del xenoma y de les posibles mutaciones de los xenes d'un individuu, sinón amás, de cómo impacten na estabilidá de les proteínes que dichos xenes codifican. Para ello, utilizáronse técniques d'aprendizaxe automáticu por consensu. "Asumimos que les distintes mutaciones tienen una curva característica de variaciones d'enerxía. Estes curves son aprendíes de distintes bases de datos esperimentales y son utilizaes darréu para predicir l'efectu de nueves mutaciones n'una o delles posiciones. Según vaigamos ameyorando la base de datos del efectu de les mutaciones, el métodu diseñáu va aumentar la so fiabilidá", afirma'l profesor Fernández-Martínez. 

 

Nel so día, el mesmu grupu desenvolvió un modelu para esplicar cómo les principales mutaciones n'enfermos con leucemia linfocítica crónica impactaben el transcriptoma (el conxuntu de molécules de ARN presentes n'una célula), afectando a xenes que regulen el sistema inmune. El profesor Fernández-Martínez y Óscar Álvarez espliquen que les técniques qu'utilizaron nesta investigación "basar nel usu del consensu, esto ye, entrénense distintos modelos d'aprendizaxe automáticu en paralelu, de tala forma que, al validar el métodu con datos independientes, non solo llógrase'l grau de desestabilización, sinón que tamién ye posible cuantificar la incertidume del mesmu, utilizando un algoritmu de decisión per votu mayoritariu. Estos métodos van ser utilizaos nel diseñu óptimo de fármacos que se van acoplar a la proteína tornándola".

 

Esti proyectu surdió en 2013 mientres una visita del profesor Fernández-Martínez al centru Battelle de modelización matemática en medicina del hospital de Ohio, col que'l Grupu de Problemes Inversos de la Universidá d'Uviéu tien una collaboración activa. Para l'investigador, "la estructura d'investigación bio-sanitaria nos hospitales d'Estaos Xuníos ye un modelu: inxenieros, físicos, matemáticos, biólogos, bioquímicos y médicos trabayando conjuntamente contra les enfermedaes a nivel traslacional, esto ye, produciendo resultaos nel ordenador y nel llaboratoriu y llevándolos al hospital. Tamos a años lluz, pero esta organización tamién se va adoptar equí, o'l sistema de salú va quedar desfasáu", conclúi.

 

Referencia