Descubren conexiones entre genes y enfermedades que podrían revolucionar tratamientos

Los científicos en el campo de la biomedicina han intensificado sus esfuerzos para identificar los genes que contribuyen a diversas enfermedades, con la esperanza de que estos descubrimientos conduzcan a tratamientos más efectivos. Un nuevo enfoque de mapeo genético, desarrollado por investigadores de los Gladstone Institutes y Stanford University, ha revelado cómo miles de genes colaboran para provocar enfermedades, proporcionando una comprensión más profunda de la lógica genética detrás del riesgo de enfermedad.

Cuando un solo gen defectuoso es responsable de una enfermedad, el camino hacia la comprensión del problema puede ser relativamente directo. Sin embargo, muchas condiciones son mucho más complejas, involucrando múltiples genes que, en ocasiones, pueden ser miles. Esto dificulta la tarea de desentrañar cómo se conectan estos genes con la enfermedad.

En un estudio publicado en Nature, los investigadores implementaron una estrategia amplia que evalúa el impacto de cada gen en una célula, vinculando enfermedades y otros rasgos a los sistemas genéticos subyacentes que los configuran. Los mapas resultantes podrían ayudar a simplificar la biología confusa y destacar los genes que probablemente sean objetivos útiles para nuevas terapias.

El Dr. Alex Marson, investigador principal en Gladstone, expresó: "Ahora podemos observar cada gen en el genoma y comprender cómo cada uno afecta un tipo celular particular. Nuestro objetivo es utilizar esta información como un mapa para obtener nuevos conocimientos sobre cómo ciertos genes influyen en rasgos específicos".

Durante años, los científicos han confiado en los estudios de asociación del genoma completo, que analizan el ADN de miles de personas para encontrar vínculos estadísticos entre diferencias genéticas y rasgos, incluyendo el riesgo de enfermedades. Aunque estos estudios han generado enormes conjuntos de datos, convertir esas señales en explicaciones biológicas claras puede ser complicado, especialmente para rasgos influenciados por muchos genes.

El Dr. Mineto Ota, autor principal del estudio, comentó: "A pesar de estos estudios, existe una gran brecha en la comprensión de la biología de las enfermedades a nivel genético. Sabemos que muchas variantes están asociadas con enfermedades; simplemente no entendemos por qué". Ota comparó esta situación con tener un mapa que muestra un punto de partida y un destino, pero sin rutas que conecten ambos.

Para abordar el problema de la red genética, los investigadores combinaron información de dos bases de datos. Una de ellas provino de una línea celular de leucemia humana utilizada comúnmente para estudiar rasgos de glóbulos rojos. En trabajos anteriores, un investigador del MIT había desactivado cada gen en esa línea celular, uno por uno, y rastreado cómo la pérdida de cada gen alteraba la actividad genética.

El equipo de Marson luego emparejó esos resultados con datos del UK Biobank, que incluye secuencias genómicas de más de 500,000 personas. Ota buscó individuos con mutaciones genéticas que redujeran la función de los genes de maneras que alteraran sus glóbulos rojos.

Al combinar estas dos fuentes, los investigadores construyeron un mapa detallado de las redes genéticas que influyen en los rasgos de los glóbulos rojos. La imagen resultante mostró un paisaje genético notablemente complejo. Con este enfoque, pudieron observar el punto de partida, el destino y el intrincado conjunto de conexiones entre ambos.

Además, descubrieron que algunos genes afectan varios procesos biológicos simultáneamente, debilitando ciertas actividades mientras aumentan otras. Un ejemplo es el gen SUPT5H, asociado con la beta talasemia, un trastorno sanguíneo que interfiere con la producción de hemoglobina y puede llevar a anemia moderada a severa. Los investigadores conectaron SUPT5H a tres programas clave de células sanguíneas: producción de hemoglobina, ciclo celular y autofagia, mostrando cómo el gen influye en cada programa, ya sea aumentando o reduciendo la actividad genética.

El Dr. Pritchard, profesor de Biología y Genética en Stanford, afirmó: "SUPT5H regula los tres principales caminos que afectan la hemoglobina. Activa la síntesis de hemoglobina, ralentiza el ciclo celular y desacelera la autofagia, lo que en conjunto tiene un efecto sinérgico".

La capacidad de revelar las vías genéticas detalladas que controlan cómo funcionan las células podría transformar tanto la biología básica como el desarrollo de fármacos. Aunque el equipo identificó múltiples formas en que las redes genéticas moldean el comportamiento de las células sanguíneas, la historia más grande es la herramienta misma. El grupo de investigación, y potencialmente muchos otros científicos, ahora pueden aplicar la misma estrategia a otros tipos de células humanas para descubrir los patrones moleculares que impulsan las enfermedades.

Para el laboratorio de Marson, que se centra en las células T y otras partes del sistema inmunológico, este método podría abrir la puerta a muchos más descubrimientos. "La carga genética asociada con muchas enfermedades autoinmunes, deficiencias inmunitarias y alergias está abrumadoramente vinculada a las células T", concluyó Marson. "Esperamos desarrollar mapas detallados adicionales que nos ayuden a comprender realmente la arquitectura genética detrás de estas enfermedades mediadas por el sistema inmunológico".

El estudio, titulado "Modelado causal de los efectos de los genes desde reguladores hasta programas y rasgos", se publicó en la edición del 10 de diciembre de 2025 de Nature. Los autores incluyen a: Mineto Ota, Jeffrey Spence, Tony Zeng, Emma Dann, Nikhil Milind, Alexander Marson y Jonathan Pritchard. Esta investigación fue financiada por los National Institutes of Health, la Simons Foundation, el Lloyd J. Old STAR Award, el Parker Institute for Cancer Immunotherapy, el Innovative Genomics Institute, la Larry L. Hillblom Foundation, el Northern California JDRF Center of Excellence, la familia Byers, K. Jordan, la CRISPR Cures for Cancer Initiative, la Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders, la Chugai Foundation for Innovative Drug Discovery Science y la EMBO Postdoctoral Fellowship.