Una firma molecular de 66 genes para identificar el autismo

Biología de sistemas y autismo. Interacciones biológicas entre los componentes de red molecular identificada en el estudio. Imagen: Diaz-Beltran L, et al. A common molecular signature in ASD gene expression: following Root 66 to autism. Transl Psychiatry 2016.

Investigadores de la Universidad de Jaén, en colaboración con la Universidad de Stanford (EEUU), han comparado datos de expresión de genes procedentes de diferentes poblaciones internacionales de individuos con autismo para comprobar si existen patrones comunes. Los expertos han detectado 66 genes que se expresan de forma simultánea tanto en cerebro como en sangre. La presencia en ambos tejidos sugiere la existencia de una firma biológica detectable en los componentes sanguíneos de personas con Trastorno del Espectro Autista, que puede servir como pista de una disfunción neurológica cerebral y ayudar en el diagnóstico precoz.

El autismo es considerado un grupo heterogéneo de trastornos del desarrollo cerebral con una elevada prevalencia y que presenta una gran variedad de caracteres visibles agrupados bajo un término común, el Trastorno del Espectro Autista (TEA). Sus características clínicas comunes incluyen dificultades en la interacción social, déficits en la comunicación y conductas repetitivas y estereotipadas.

La comunidad científica aún no ha hallado una hipótesis común sobre las causas moleculares del TEA ya que, dependiendo del grupo de investigación, detectan unos genes u otros y no existe consenso sobre todas las bases genéticas relacionadas. “Consideramos que un estudio integrado, mediante biología de sistemas, de la expresión génica de diferentes experimentos podría ser útil para arrojar luz sobre los genes y los procesos biológicos implicados”, apunta a la Fundación Descubre uno de los autores del estudio, Francisco J. Esteban, de la Universidad de Jaén.

Los expertos andaluces han seleccionado las listas de genes de bases de datos donde los investigadores internacionales van volcando los resultados de sus estudios para comprobar si existían coincidencias. “Hemos acometido un análisis comparativo de la expresión génica de un total de 1232 muestras diferentes: 657 de pacientes autistas, 9 de pacientes con discapacidad intelectual y 566 de sujetos control. Los hemos agrupado en 27 conjuntos de datos de 9 experimentos independientes. Nuestro objetivo era comprobar la posible existencia de un patrón en común representativo de autismo y, en caso afirmativo, si éste puede ser detectado tanto en sangre como en cerebro”, explica otra de las autoras Leticia Díaz-Beltrán, investigadora de las Universidades de Jaén y Stanford.

Tras este rastreo genético, los investigadores han detectado un grupo de 66 genes que se expresan tanto en sangre como en cerebro. “La detección en el tejido sanguíneo nos aporta una pista, un reflejo de que también está en el principal órgano afectado del sistema nervioso, lo que puede ayudar al diagnóstico”, adelanta Esteban.

Matemáticas y genes

Para llegar a estas conclusiones, detalladas en el estudio ‘A common molecular signature in ASD gene expression: Following Root 66 to Autism’, publicado en la revista Translational Psychiatry, los expertos aplican teoría matemática al análisis biomédico, en la denominada, biología computacional. Arrancan con la conversión de las diferentes listas de genes, obtenidas de cada uno de los experimentos, en una matriz binaria de presencia/ausencia de genes. A partir de ésta, y con el fin de determinar el grado de relación existente entre los ensayos, realizaron un análisis de agrupamiento (clustering).

Los investigadores de la Universidad de Jaén Francisco Esteban y Leticia Díaz-Beltrán

A continuación, construyeron un árbol de relación para determinar qué muestras de genes se parecían entre ellas, atendiendo a los genes en común expresados. Luego, demostraron, mediante estadística, que esa selección no se debe al azar. “Nos llamó la atención que eran muestras con distintos experimentos o tejidos. Las muestras de sangre iban con sangre y las de cerebro con cerebro y, en 66 genes, había una mezcla inusual. Se encontraban en ambos tejidos y se repetían en distintos sujetos”, aclara la experta.

Los investigadores comprobaron que cuatro de ellos ya habían sido previamente asociados al TEA y que otros 56 o bien tenían descritas interacciones directas con genes candidatos a autismo o estaban implicados en trastornos neurológicos asociados a este desorden.

También querían comprobar si en otros estudios con tejido sano se producía la coincidencia de esos genes en sangre y cerebro o era una señal sólo en personas con autismo. Concluyeron que en ambos tejidos los resultados aparecían siempre como grupos totalmente independientes y resultados muy diferentes a los del análisis en TEA, por tanto, estos genes eran propios de autismo.

Los expertos han detectado la existencia de estos genes, como primer paso para el diagnóstico del autismo a partir de un análisis de sangre. “Aunque se trata de resultados preliminares que requieren confirmación a través de su validación experimental en otras poblaciones independientes, nuestro hallazgo sugiere la existencia de una firma biológica detectable en la sangre de individuos con autismo, eco de una señal de disfunción neurológica cerebral”, apostilla Esteban.

Referencia:

L Diaz-Beltrán , Esteban FJ  , Wall DP . ‘A common molecular signature in ASD gene expression: following Root 66 to autism. Transl Psychiatry 2016 Jan 5;6:e705. doi:10.1038/tp.2015.112

Imágenes: 

Los investigadores de la Universidad de Jaén Francisco Esteban y Leticia Díaz-Beltrán 

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