¿Qué hace que un gen sea causante de una enfermedad? ¿Tienen algo en común todos los genes vinculados a patologías? ¿Existe alguna relación entre la enfermedad y la adaptación evolutiva? Estas son algunas de las preguntas que plantean investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), centro mixto de la UPF y el CSIC, en su último estudio publicado en la revista Human Molecular Genetics. Para responderlas, el equipo ha comparado genes que pueden causar enfermedades con genes que nunca han sido relacionados con ninguna, concluyendo que los genes vinculados a enfermedades comparten características evolutivas y tienen redes proteicas distintas al resto del genoma.
La oleada de nuevas tecnologías que ha transformado recientemente el campo de la biología supone una oportunidad para los análisis a gran escala y las comparaciones de genomas mediante métodos computacionales. Así, gracias a los datos obtenidos por proyectos como el de los 1000 genomas humanos, Elena Bosch (IBE, CSIC-UPF) y su equipo científico han podido estudiar un total de 3.275 genes vinculados a enfermedades. Al parecer, estos genes están mucho más conservados en la evolución, son mucho más relevantes en la red de interacciones proteicas y se expresan en mayor cantidad y en más tejidos que los genes no vinculados a enfermedades.
“Las características observadas hacen pensar que estos genes tienen un papel tan relevante que muchas de las variantes que albergan pueden llevar al organismo fuera del equilibrio resultando en una enfermedad”, comenta Bosch, líder del Laboratorio de Genética Evolutiva de Poblaciones (IBE, CSIC-UPF).
Los investigadores han explorado también las diferencias existentes entre genes vinculados únicamente a enfermedades mendelianas, genes vinculados únicamente a enfermedades complejas y genes relacionados con ambos tipos de patologías. Las enfermedades mendelianas son aquellas que se heredan por una mutación en un solo gen, como la fibrosis quística o la hemofilia, mientras que las enfermedades complejas dependen de la combinación de varios factores genéticos y ambientales y son más frecuentes en la población, como la obesidad o el cáncer. “Cada vez hay más pruebas, este estudio una de ellas, de que los genes mendelianos tienen un importante papel en las enfermedades complejas,” comenta Nino Spataro, primer autor del estudio. “Tras recopilar 887 genes vinculados a enfermedades mendelianas, hemos visto que más del 23% están relacionados con al menos una enfermedad compleja.”
Los resultados de la comparación demuestran además que los genes que participan en ambos tipos de enfermedades tienen un peso mayor en la susceptibilidad a éstas. De hecho, los científicos han observado un gradiente de importancia biológica dentro del genoma: los genes esenciales para la vida y que no están vinculados a ninguna enfermedad forman un subgrupo de genes extremadamente importante, los genes vinculados a enfermedad presentan un rol funcional intermedio, mientras que los genes no esenciales y que no aparecen alterados en ninguna enfermedad parecen jugar un papel relativamente menor en el organismo.
“Mejorar nuestros conocimientos sobre las mutaciones genéticas y los factores de riesgo que conducen a las enfermedades nos proporciona nuevas herramientas para comprender las bases evolutivas y moleculares de la enfermedad”, concluye Bosch.
Artículo de referencia: Nino Spataro, Juan Antonio Rodríguez, Arcadi Navarro, Elena Bosch. Properties of human disease genes and the role of genes linked to Mendelian disorders in complex disease aetiology. Human Molecular Genetics. doi: 10.1093/hmg/ddw405
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