Un equipo del Cima Universidad de Navarra desarrolla una herramienta puede detectar alteraciones genéticas ocultas

Un equipo de investigadores del grupo de Machine Learning del Cima Universidad de Navarra ha desarrollado una novedosa herramienta bioinformática, UPDhmm, que permite diagnosticar enfermedades raras reutilizando datos genéticos ya existentes.

Las disomías uniparentales (UPD, por sus siglas en inglés) son un tipo de alteración genética donde un niño hereda ambas copias de un cromosoma de un solo progenitor en lugar de uno de cada uno. "Es un error en la segregación cromosómica que puede causar enfermedades graves porque rompe el equilibrio genético necesario para un desarrollo normal. Estas alteraciones pueden ser el origen de enfermedades raras y trastornos del neurodesarrollo como el autismo, pero suelen pasar inadvertidas para los análisis convencionales" señala Carlos Ruiz Arenas, investigador principal del estudio.

Hasta ahora no había ninguna herramienta que permitiera detectar esto a partir de los datos genéticos que se obtienen en la práctica clínica. “Los métodos actuales para detectar UPD son experimentales, por lo que solo se aplican cuando hay una sospecha previa de una UPD”, añade el investigador postdoctoral del Cima.

Modelo estadístico de machine learning

La nueva herramienta utiliza datos de secuenciación basados en tríos (padre, madre e hijo) y modela los patrones de herencia con el fin de detectar estas variantes. “UPDhmm utiliza el Modelo Oculto de Markov (HMM), un modelo estadístico de machine learning especializado en predecir secuencias. En concreto, el algoritmo analiza los patrones de herencia de los tríos familiares para determinar si la herencia ha sido biparental o si hay evidencias claras de una disomía uniparental”.

Para demostrar su eficacia, el equipo aplicó UPDhmm a una colección pública de casi 2.400 familias con casos de Trastorno del Espectro Autista. Tal y como explica Carlos Ruiz Arenas, “el software no solo detectó eventos conocidos, sino que identificó un caso de isodisomía paterna del cromosoma 8, es decir, el hijo heredó las dos copias de un mismo cromosoma paterno”. Este evento no había sido reportado previamente, por lo que esta herramienta puede ser la pieza que falta para cerrar el diagnóstico de muchos niños con enfermedades "sin nombre". Los resultados se han publicado en la revista científica Bioinformatics.

“La gran ventaja de UPDhmm es que no requiere de pruebas adicionales, sino que podemos aprovechar datos ya existentes que se generan en la práctica clínica habitual pero que no había herramientas para poder detectar estas disomías” concluye el investigador del Cima.

El estudio, realizado en colaboración con la Universidad Pompeu Fabra, ha contado con financiación pública del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.