Un misterio de 25 años sobre la enfermedad de Crohn resuelto por IA

La enfermedad de Crohn, una forma crónica de enfermedad inflamatoria intestinal, ha sido objeto de estudio durante más de dos décadas. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego combinó inteligencia artificial (IA) con biología molecular para desentrañar cómo las células inmunitarias en el intestino deciden entre la inflamación y la curación. Este proceso, que se altera en la enfermedad de Crohn, fue analizado en profundidad, revelando que la interacción del gen NOD2 con una proteína llamada girdin es crucial para mantener el equilibrio en el sistema inmunológico.

Cuando se pierde esta conexión debido a una mutación común en el gen NOD2, la inflamación puede descontrolarse, lo que lleva a síntomas severos y daño intestinal. Este descubrimiento no solo explica un misterio que ha perdurado durante años, sino que también sugiere nuevas estrategias de tratamiento.

Los investigadores utilizaron herramientas avanzadas de aprendizaje automático para examinar miles de perfiles de expresión genética de macrófagos, un tipo de célula inmunitaria, extraídos de tejidos sanos y afectados por la enfermedad. Este análisis identificó una firma genética compuesta por 53 genes que diferenciaban consistentemente entre macrófagos inflamatorios y aquellos que promueven la curación.

Entre estos genes, uno codifica la proteína girdin. Los científicos descubrieron que en los macrófagos no inflamatorios, una parte específica de la proteína NOD2 se une a girdin, lo que ayuda a controlar la inflamación y permite la reparación del tejido. Sin embargo, la mutación más común en el gen NOD2 elimina la sección donde girdin normalmente se une, lo que provoca un desequilibrio que favorece la inflamación crónica.

El autor principal, Pradipta Ghosh, M.D., profesor de medicina celular y molecular en la UC San Diego School of Medicine, explicó: "NOD2 funciona como el sistema de vigilancia de infecciones del cuerpo. Cuando se une a girdin, detecta patógenos invasores y mantiene el equilibrio inmunológico del intestino al neutralizarlos rápidamente. Sin esta asociación, el sistema de vigilancia de NOD2 colapsa".

Para validar sus hallazgos, los científicos compararon modelos de ratones con enfermedad de Crohn que carecían de la proteína girdin con aquellos que la tenían. Los ratones sin girdin desarrollaron inflamación intestinal severa y un microbioma alterado, y muchos murieron de sepsis, una condición peligrosa causada por una respuesta inmune descontrolada que inflama todo el cuerpo y daña órganos vitales.

El coautor del estudio, Gajanan D. Katkar, Ph.D., asistente de investigación en la UC San Diego School of Medicine, comentó: "El intestino es un campo de batalla, y los macrófagos son los pacificadores. Por primera vez, la IA nos ha permitido definir y rastrear claramente a los jugadores en dos equipos opuestos".

Este estudio no solo resuelve una de las preguntas más antiguas en la investigación sobre la enfermedad de Crohn, sino que también podría guiar el desarrollo de nuevas terapias que busquen restaurar la asociación perdida entre girdin y NOD2. Los resultados fueron publicados el 2 de octubre en el Journal of Clinical Investigation.