Diagnóstico precoz de enfermedades renales infantiles
Investigadores del CTB-UPM ayudan a identificar los elementos responsables de la Nefropatía Obstructiva, la enfermedad congénita de riñones más frecuente.
03.10.11
El trabajo desarrollado por los investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid abre una nueva vía para el estudio de la Nefropatía Obstructiva, uno de los desórdenes renales más complejos con consecuencias devastadoras en la salud de muchos recién nacidos.
Los niños afectados por esta enfermedad sufren un bloqueo parcial o total del tracto urinario, impidiendo un flujo normal de la orina, que acaba acumulándose en el riñón. Como consecuencia, se producen graves lesiones en este órgano que, en muchos casos, requieren intervenciones quirúrgicas y trasplantes.
El objetivo principal del estudio era “detectar, a través del análisis basado en redes complejas, cuáles son los elementos responsables de esta enfermedad”, explica Massimiliano Zanin, investigador del Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid, y uno de los autores del trabajo.
Para ello, se analizaron datos de diez pacientes, es decir, afectados por la enfermedad, y de otros diez sujetos de control o personas sanas. Estos datos incluyen los niveles de 852 metabolitos, moléculas responsables de la actividad bio-química de cualquier célula, y de 834 microRNA, pequeñas cadenas de ARN que bloquean la transcripción de otros genes y, por consiguiente, regulan el metabolismo de las células. La gran cantidad de datos disponibles representa un desafío: ¿cómo encontrar los elementos responsables de la enfermedad de forma eficiente?
El análisis se ha realizado mediante un formalismo matemático conocido como Teoría de Redes Complejas. Estas redes son objetos virtuales formados por nodos, y enlaces entre pares de nodos que cumplen ciertas propiedades. Un ejemplo, explica el profesor, lo constituyen las redes sociales, donde los nodos representan distintas personas, y los enlaces unen personas que comparten un vínculo de amistad.
En este estudio, los nodos representaban distintos metabolitos y microRNAs, y los enlaces conectaban pares de elementos cuyos niveles estaban fuera del rango esperado en personas sanas y que, por tanto, tenían una expresión “anormal”.
Redes complejas para el análisis de enfermedades congénitas
Según los investigadores, “la principal conclusión obtenida es que la topología de las Redes Complejas asociadas a cada persona puede revelar información muy útil sobre el grado de severidad de esta enfermedad, así como ayudar a identificar los elementos responsables de la misma”. En un futuro, estos resultados podrían servir para facilitar una detección precoz de la enfermedad.
Además, la misma estructura de las redes puede permitir la identificación, de forma específica para cada paciente, de los elementos metabólicos y genéticos responsables del desarrollo de la obstrucción. Todo esto repercutiría en una importante mejora del tratamiento y de la calidad de vida de los pacientes.
Más allá, indican, “esperamos que la técnica propuesta pueda servir para el análisis de otras enfermedades” de manera que este método se aplique a otros problemas, en especial del ámbito de la biomedicina, para “obtener resultados no fácilmente extraíbles con otras técnicas de minerías de datos”.
El trabajo “Complex Networks analysis of Obstructive Nephropathy Data” (Massimiliano Zanin y Stefano Boccaletti) ha sido publicado en la revista Chaos. Recientemente, la revista Physics Today lo ha incluido en su sección Research Highlights, la selección que realiza cada mes con las mejores publicaciones de física del mundo.
Sobre el Centro de Tecnología Biomédica (CTB)
Situado en el Campus de Excelencia Internacional de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid, el Centro de Tecnología Biomédica tiene como fin abordar los grandes retos científicos planteados en el campo de la salud y la biomedicina. Su objetivo es facilitar el desarrollo de productos de tecnología biomédica para su transferencia a la industria, así como configurar un entorno propicio para la formación de nuevos investigadores y profesionales de este campo.
El CTB es el resultado de la iniciativa científico tecnológica de la UPM-BioTech en el campo de la ingeniería y las ciencias de la vida. Trata de potenciar la investigación y desarrollo de soluciones tecnológicas para el cuidado, la prevención y promoción de la salud, la investigación de nuevas herramientas de diagnóstico y terapia, y los estudios en tecnología y biomedicina básicos en los que se apoyan aquéllos. El Centro se encuentra en la vanguardia de la investigación biomédica en varios campos de gran relevancia actual, que han podido abordarse gracias a la participación de investigadores de muy diferentes disciplinas.