La biologia de sistemes aplicada a la degeneració macular associada a l’edat
La degeneració macular associada a l’edat (DMAE) és la primera causa de pèrdua de visió als països occidentals. És una malaltia complexa en el desenvolupament de la qual tenen un paper important factors genètics (diverses variants genètiques que afecten el sistema del complement, el metabolisme dels lípids, etc.) i factors ambientals més generals (el tabaquisme, la dieta, l’exercici, etc.)
El projecte EYERISK aplega persones investigadores de diverses àrees (biologia, genètica, epidemiologia, medicina, etc.) per aprofundir en els factors genètics i no genètics que influeixen en l’aparició i desenvolupament d’aquesta malaltia. Els equips d’investigació treballen a partir de la biologia de sistemes, en què els mètodes matemàtics permeten determinar la infinitat d’elements que intervenen en els sistemes biològics. Per tant, la biologia de sistemes fa servir una estratègia àmplia i holística, i té en compte de manera simultània molts paràmetres, així com les relacions que estableixen els uns amb els altres, per entendre les vies que desencadenen, en aquest cas, la degeneració macular associada a l’edat (DMAE). Aquest plantejament resulta molt més complicat que estudiar factors de manera aïllada (com ara el tabaquisme) i requereix treballar amb models computacionals.
Pool et al.1 van fer servir aquest plantejament a l’hora de crear una SBGN (de l’anglès systems biology graphical notation) per a la patogènesi de la DMAE. El mapa que van crear mostrava vies relacionades amb la malaltia (activació del complement, estrès oxidatiu, autofàgia, etc.) juntament amb la localització anatòmica on aquests processos es desenvolupaven, així com les interrelacions entre aquests. A més, la interacció proteïna-proteïna (IPP) mostra el mapa d’on es generen i on destaquen les relacions entre les diverses proteïnes.
El resultat d’aplicar aquest sistema suggereix que dos agrupaments diferents tenen un paper clau en la patogènesi de la DMAE: la parainflamació (una inflamació crònica de baixa intensitat) i l’homeòstasi de la matriu extracel·lular (el procés que regula l’estat d’equilibri de les molècules que hi ha fora de les cèl·lules de prop de la coroide). És important destacar que l’homeòstasi de l’energia es distribueix per tot el circuit, cosa que suggereix que no és un element que provoqui la malaltia per se, sinó que més aviat és un mecanisme que actua en diferents àmbits per intentar compensar els efectes de l’envelliment.
Així mateix, Handa et al.2 analitzen els avantatges i els desavantatges de la biologia de sistemes aplicada a la DMAE seca o atròfica, la forma més comuna de la malaltia i per a la qual, de moment, no hi ha cap tractament possible. La combinació de la informació obtinguda de diferents camps com ara la genòmica, l’epidemiologia i els mètodes d’imatgeria i in vitro, així com el desenvolupament de models animals adequats suposen un gran repte pel que fa a infraestructures i a accessibilitat, integració i interpretació de dades, i requereixen que els equips de persones investigadores i les estratègies amb què aquestes treballen tinguin una perspectiva multidisciplinària. El finançament també hauria de funcionar de la mateixa manera, ja que atorgar subvencions a equips petits potser va bé a l’hora de resoldre qüestions concretes, però no sembla la millor opció per a abordar els mecanismes que desencadenen malalties més complexes.
Es preveu que aquesta mena d’estudis permetran comprendre els mecanismes de la malaltia. Tant de bo serveixin per a desenvolupar tractaments segurs i eficaços per a la DMAE en un futur proper.
Referències
- POOL, F. M. (et al.). «Repository of proposed pathways and protein-protein interaction netweorks in age-related macular degeneration». Aging and Mechanisms of Disease (2020), 6: 1-11.
- HANDA, J. T. (et al.). «A systems biology approach towards understanding and treating non-neovascular age-related macular degeneration». Nat Comm (2019), 10: 3347.
Autor: Marc Biarnés, OD MPH PhD, membre de l’equip d’investigació de la Barcelona Macula Foundation (BMF).
L’EYE-RISK está finançat pel Programa d’investigació en innovació Horizon 2020 de la Unió Europea sota el Grant Agreement 634479.