Algoritmos modernos predicen la interacciones patógeno/huésped
La hepatitis C es una grave infección provocada por el virus de la hepatitis C (VHC) que afecta a más de doscientos cincuenta millones de personas en todo el mundo. El VHC se aloja en el hígado y puede permanecer en este órgano durante años, causando infección crónica y trastornos graves como cirrosis hepática y cáncer de hígado. Actualmente no existe ninguna vacuna y el tratamiento habitual consiste en la administración de fármacos antivirales e inmunomoduladores. Sin embargo, este tratamiento no siempre es eficaz, por lo que es necesario seguir investigando las infecciones por VHC y diseñar nuevos tratamientos. El objetivo del proyecto SYSPATHO (New algorithms for host pathogen systems biology) consistió en desarrollar métodos y algoritmos matemáticos novedosos para su aplicación en la biología de sistemas. Como paradigma, se aplicaron estos métodos para estudiar las interacciones complejas del VHC. Los socios del proyecto elaboraron un modelo mediante la integración y el análisis de datos obtenidos de experimentos en laboratorios, bases de datos y publicaciones científicas en el campo de la biología. El objetivo consistía en reconstruir y estudiar las redes de interacción intracelular que precisa el virus. Se aplicó enfoque ascendente aprovechando todo el conocimiento actual sobre la red de señalización. En cambio, se aplicó un enfoque descendente seleccionando componentes del modelo de todas las posibles interacciones moleculares. El método de SYSPATHO, combinado con técnicas experimentales avanzadas como la visualización de células vivas y la determinación de interacciones moleculares, reveló los mecanismos implicados en la infección del VHC y en las respuestas del huésped. Gracias a los nuevos datos generados en el proyecto, el equipo ha ayudado a identificar varias proteínas involucradas en la respuesta inmunitaria natural frente al VHC, especialmente en la respuesta al interferón. La integración de estos datos en el modelo matemático de SYSPATHO permitió analizar los determinantes de la infección crónica. Asimismo, los investigadores del proyecto identificaron los factores que intervienen en la inhibición de la replicación del VHC aplicando un tratamiento con interferón. Los métodos matemáticos desarrollados durante el proyecto pueden resolver ecuaciones discretas y continuas altamente no lineales y pueden analizar modelos a un nivel más sofisticado. La mejora de los métodos de SYSPATHO también podría permitir verificar la fiabilidad de las estimaciones de los parámetros y resolver los problemas de tipo inverso de la modelización matemática. SYSPATHO ha identificado nuevos genes diana candidatos en las células del huésped para el diseño de nuevos fármacos antivirales contra la hepatitis C. Los métodos matemáticos creados por SYSPATHO, además de para la investigación del VHC, pueden tener utilidad en el área más amplia de la biología de sistemas.
Palabras clave
Interacciones huésped-patógeno, biología de sistemas, virus de la hepatitis C, modelo, interferón
