Ingeniería y genómica para prevenir daños al hígado
Por Dulce Miranda
Ciudad de México. 1 de junio de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Alumnos del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), campus Ciudad de México, en colaboración con miembros del Instituto de Medicina Genómica (Inmegen), desarrollaron un software que a través de estrategias de minería y analítica de datos permite identificar genes propensos a los efectos secundarios que causan ciertos fármacos al hígado.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, la doctora en ciencias computacionales Juana Julieta Noguez Monroy, miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), investigadora del ITESM y una de las asesoras del proyecto, explicó que la idea de este trabajo surgió al reconocer las afectaciones al hígado humano, causadas por el consumo de algunos fármacos que generan efectos secundarios, los cuales no fueron previstos en la etapa de desarrollo de estos medicamentos.
“En general, hay tres aspectos que impactan mucho en este problema de consumo de medicamentos que causan hepatotoxicidad —daño al hígado por consumo de fármacos—. En primer lugar, el hígado es el órgano responsable del metabolismo de fármacos y otros compuestos xenobióticos —compuestos con una estructura química poco frecuente o inexistente en la naturaleza—; en segundo lugar, los fármacos tienen distintos mecanismos de acción y hay algunos que reaccionan adversamente entre ellos y otros ocasionan un daño al hígado directamente proporcional a la dosis administrada; en tercer lugar, existen múltiples clasificaciones de daño al hígado producido por fármacos, pero no todas son muy precisas. 
Otro aspecto es que a nivel mundial hay una clasificación, ‘lesión hepática inducida por fármacos’ (DILI, por sus siglas en inglés), con la cual los laboratorios deberían etiquetar los medicamentos que hacen en una escala que va desde ‘muy alto’ hasta ‘no afecta’, pero no todos los laboratorios lo hacen”.
Ante este problema de salud, en 2012, la doctora en matemáticas Claudia Rangel Escareño, investigadora nivel II del SNI, e Ivan Imaz Rosshandler, miembros del Inmegen, se sumaron a la doctora Julieta Noguez y a Héctor Alberto Rueda Zárate y Roberto Alejandro Cárdenas Ovando, entonces estudiantes del ITESM inscritos en el doctorado en ciencias computacionales y en ciencias de ingeniería, respectivamente, para estudiar y brindar soluciones desde distintos enfoques.
“En 2012 encontramos el Proyecto japonés de toxicogenómica, en el cual se realizó un estudio con 170 compuestos administrados a personas japonesas y ratas en series de tiempo de horas hasta días, para saber qué medicamentos podían dañar el hígado a través microarreglos —técnica para estudiar expresiones de genes—. Esta información fue de gran utilidad para atender la parte genómica de nuestro estudio, debido a que necesitábamos bases de datos sobre la administración de fármacos a humanos y su respuesta”, añadió la doctora Julieta Noguez.
El Proyecto japonés de toxicogenómica (TGP) fue promovido por el gobierno del país asiático y contó con la participación de 19 laboratorios farmacéuticos. De este estudio, se obtuvo una gran cantidad de información difícil de procesar e interpretar, por lo que se creó el reto CAMDA 2012, un concurso abierto a investigadores de todo el mundo interesados en acceder a la base de datos generada para el TGP para crear propuestas eficientes para el procesamiento de esta información.
“Participaron más de 100 instituciones y solo seleccionaron 18, entre esas estuvimos nosotros. Lo que hicimos fue aplicar a los datos técnicas de aprendizaje de máquina —identificación de patrones en grandes cantidades de datos mediante algoritmos— para reconocer los fármacos más tóxicos. Gracias a eso, fuimos a presentar nuestros resultados en 2013 a Berlín, Alemania”.
Simplificación del análisis de datos, resultado práctico de la investigación
Luego de cinco años de trabajar en este proyecto, el equipo de científicos creó el sistema de cómputo TimeTGP, el cual facilita el proceso de reconocimiento de fármacos con elevados niveles de hepatotoxicidad, a través de la identificación de perfiles genéticos y de la cantidad de genes que se activan con cada uno de los medicamentos probados.
“El sistema permitiría a otros investigadores comprobar sus hipótesis, por ejemplo, ver cómo afecta algún compuesto si se administra en determinada dosis y periodo de tiempo. La parte principal del sistema es que sus hipótesis se podrían comparar con los perfiles génicos de los compuestos ya procesados en el sistema y así evaluar la posible hepatotoxicidad. El sistema actualmente está en la fase final de pruebas y podemos establecer colaboraciones para su acceso en web y continuar con la fase de pruebas”, aclaró la doctora Julieta Noguez.
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