Redacción Ciencia.– Científicos de Estados Unidos dieron un nuevo paso en el estudio de la genética al identificar cómo se relacionan entre sí los genes para controlar el funcionamiento de las células inmunitarias humanas, tanto en condiciones normales como durante una enfermedad.
La investigación, publicada en la revista científica Cell, representa un avance frente a los estudios centrados únicamente en identificar y secuenciar genes. En esta ocasión, los investigadores lograron analizar cómo estos interactúan entre sí y forman verdaderos circuitos genéticos que determinan la respuesta de las células ante diferentes estímulos.
Para realizar el estudio, científicos de los Institutos Gladstone, la Universidad de California en San Francisco y la Universidad de Stanford utilizaron una técnica denominada Perturb-seq, con la que pudieron desactivar de manera individual cerca de 12,800 genes en células T humanas.
El análisis se realizó sobre células inmunitarias obtenidas de donantes de sangre, en lugar de utilizar únicamente líneas celulares desarrolladas en laboratorio. Esto permitió observar el comportamiento de los genes en un entorno más cercano a las condiciones naturales del organismo.
Los investigadores estudiaron alrededor de 33.4 millones de células, de las cuales 22 millones fueron consideradas de alta calidad para elaborar el análisis y construir el mapa final de las interacciones genéticas.
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Los resultados mostraron que los circuitos genéticos pueden comportarse de manera diferente dependiendo del estado de las células. Por ejemplo, existen variaciones cuando las células están en reposo frente a situaciones en las que el sistema inmunitario se encuentra combatiendo una infección.
Los científicos consideran que estos datos pueden ayudar a explicar por qué algunas personas presentan una mayor predisposición a determinadas enfermedades, al permitir relacionar las variaciones presentes en el ADN con el funcionamiento real de las células.
El trabajo también podría tener aplicaciones en el desarrollo de la denominada biología virtual, un campo que utiliza inteligencia artificial (IA) para intentar predecir cómo responderán las células ante diferentes condiciones.
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Los investigadores señalan que los modelos de IA necesitarán información obtenida de distintos estados celulares y escenarios de salud para conseguir predicciones más precisas sobre el comportamiento biológico.
Además, los datos generados por el estudio serán puestos a disposición de la comunidad científica, con el objetivo de impulsar nuevas investigaciones en la interacción entre inteligencia artificial y biología, así como acelerar avances en la medicina de precisión.
La siguiente etapa del proyecto estará enfocada en el cáncer. Los científicos planean utilizar nuevamente la técnica Perturb-seq para estudiar cómo los cambios genéticos modifican el comportamiento de las células T cuando ingresan y se relacionan con los tumores.
Los autores esperan que este mapa pueda convertirse en una herramienta de consulta para investigadores interesados en conocer cómo determinados genes afectan el funcionamiento del sistema inmunitario humano.
El hallazgo podría abrir nuevas vías para el diseño de inmunoterapias contra el cáncer y para el estudio y tratamiento de enfermedades autoinmunes.
