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Rede de interação gênica da epilepsia

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A interdisciplinaridade entre as diversas áreas da ciência é incontestavelmente um dos principais fatores quem impulsionam o avanço tecnológico. O uso da informática aliada à modernos e complexos sistemas matemáticos se tornou quase que obrigatório, devido a um significativo aumento no número de dados obtidos das pesquisas, principalmente na área de biológicas.

Reconhecida como uma ferramenta básica, a supercomputação, juntamente com o avanço das ciências biológicas e das tecnologias da informação que se dá de forma paralela, permite uma interação que vem proporcionando resultados bastante promissores. Um exemplo do sucesso dessa integração foi o Projeto Genoma Humano que, devido ao avanço dos supercomputadores e das tecnologias da informação paralelamente ao projeto, foi realizado na metade do tempo previsto.

É por meio desses importantes instrumentos tecnológicos e de uma ferramenta da física, chamada de análise de redes complexas, aplicada à genômica que pesquisadores da Universidade de São Paulo criaram uma rede de interação gênica. Por seu intermédio, é possível mapear os genes mais importantes de um tecido humano e como ocorre a comunicação entre eles, de modo a compreender qual a mudança que ocorre nessa rede quando o indivíduo adoece.

Nesse projeto, a metodologia está ajudando os pesquisadores a estudar o cérebro de pacientes acometidos pela epilepsia do lobo temporal mesial (ELTM) e entender o desenvolvimento do timo, órgão de grande importância para o sistema imunológico, com o objetivo futuro de descobrir como as doenças autoimunes e as imunodeficiências se instalam.

A partir do RNA mensageiro retirado de uma amostra milimétrica do tecido a ser estudado, os pesquisadores realizam análises estatísticas para mensurar quais genes têm maior ou menor expressão. Realizadas par a par, os cientistas conseguem identificar quando a expressão de um gene aumenta ou diminui e quais os genes que são afetados por essa alteração, sendo possível mapear a rede de interação.

Os genes identificados por essa análise são conhecidos como HUBs – que possuem um grande número de ligações com outros genes e estão relacionados a uma via metabólica importante –, e os VIPs – que, mesmo com poucas ligações, funcionam como uma ponte entre os genes do tipo HUB, e é responsável por unir duas ou mais vias metabólicas em um processo” – sendo ambos essenciais para a rede.

Em entrevista à Agência FAPESP, o pesquisador da Faculdade de Medicina (FMUSP), Carlos Alberto Moreira Filho, esclareceu que o objetivo do projeto é entender por que alguns pacientes com a forma mais comum da doença (ELTM) não respondem ao tratamento medicamentoso e que segundo as estatísticas, estima-se que um terço dos indivíduos afetados por esse tipo de epilepsia no mundo seja refratário às drogas existentes, algo em torno de 10 milhões de pessoas.

O ideal, segundo Moreira Filho, é encontrar uma solução medicamentosa, que só é possível através do melhor entendimento sobre o mecanismo da doença, e para tal, uma das maneiras mais indicadas de fazer isso é pela análise das redes de interação gênica.

A utilização de softwares mais complexos possibilitou o estudo de praticamente todos os genes expressos na região do hipocampo. Muitos genes passam a ser diferencialmente expressos devido a determinados estímulos, tais como a febre ou trauma. Os genes que apresentam essa forma de expressão causam a perturbação da rede, mas para intervir nesse processo é necessário conhecer a rede como um todo.

Os resultados relativos ao estudo da epilepsia do lobo temporal mesial já foram publicados na revista PLoS One, no qual os cientistas constaram que dependendo do estímulo desencadeador da doença, ocorre uma mudança no seu perfil molecular. A compreensão dos diferentes perfis é essencial para a identificação de alvos terapêuticos.

As análises dos fragmentos do timo ainda estão no início, entretanto os pesquisadores já detectaram que há alterações no padrão dos genes aos seis meses de idade e outras a partir de um ano de idade. O objetivo dos cientistas é o de entender como se dão essas mudanças no primeiro ano de vida.

 

11/04/2013
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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