Un equip internacional d'investigadors ha desenvolupat un nou sistema d'anàlisi combinatòri que ofereix informació més ràpida i completa que els mètodes d'anàlisi genètics clàssics. El treball, que es publica a l'últim número de la revista Science, descriu en concret una anàlisi combinatòria en cèl·lules de cultiu de l'activitat de la proteïna JNK, implicada en processos de migració, mort cel·lular i resposta a l'estrès ((DOI: 10.1126/Science.1158739).

L’investigador de l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), Enrique Martín Blanco, que treballa al Parc Científic de Barcelona, participa en aquest treball en col·laboració amb la investigadora del seu equip Flora Llense. així com científics de la Universitat d’Harvard (Boston, EEUU), l’Institut d’Investigació del Càncer, a Londres (Regne Unit) i l’Hospital Munti Sinai de Toronto (Canadà).

Com explica Martín Blanco, les respostes cel·lulars de l’organisme (per exemple, un procés de cicatrització o de metàstasi) impliquen complexes xarxes de senyalització cel·lular interconnectades entre sí. Fins ara, els sistemes d’anàlisi genètic utilitzats per la comunitat científica per a esbrinar com funcionen aquests processos no sempre defineixen la funció dels gens involucrats. “Encara que els sistemes clàssics han aconseguit identificar els gens essencials implicats en les xarxes de senyalització, normalment no proporcionen molta informació sobre les relacions funcionals que existeixen entre aquests components”, puntualitza. L’investigador de l’BMB-CSIC ho exemplifica amb aquesta idea: “les anàlisis genètiques clàssiques poden determinar que si es desactiva el gen A, el gen B respon. No obstant això, no descriuen per què B dóna aquesta resposta”.

L’anàlisi combinatori descrit en aquest treball constitueix, segons Martín Blanco “un pas més enllà en l’estudi del genoma a través de la biologia de sistemes”. Aquesta disciplina, a diferència de mètodes empírics clàssics, fa servir models matemàtics que descriuen el comportament de l’objecte en estudi com una xarxa complexa. El seu desenvolupament, que va despuntar a principis d’aquest segle, pot donar lloc a aplicacions tant en farmacologia com en biomedicina.

La tècnica desenvolupada en aquesta investigació segueix aquesta línia i ha aconseguit identificar de forma ràpida i directa sistemes de connexions funcionals que regulen la senyalització cel·lular. En concret, han definit una xarxa combinatòria de cascades de senyalització implicades en l’activació de la JNK, una tipus d’enzima que ha centrat els treballs de l’equip de Martín Blanco i que està relacionada amb processos de cicatrització i invasió cel·lular en certs tipus de càncer.

Per a això, es van servir d’un biosensor capaç de detectar l’activitat de la JNK mitjançant un canvi cromàtic (de color). Mitjançant interferència a nivell de’ARN, van analitzar els diferents canvis de color en la cèl·lula en una anàlisi de 18.000 combinacions géneticas. Després, combinant les dades, van assolir crear un algorisme matemàtic que els va permetre construir la xarxa de connexions funcionals controlant la cascada de JNK.

Com explica l’investigador de l’IBMB-CSIC, el mètode és extrapolable a uns altres models. “Només cal desenvolupar el biosensor adient”, explica. Els resultats que ofereix l’anàlisi tenen així mateix un alt valor predictiu, que eviten partir de zero quan s’analitzin processos complexos en els quals la JNK sigui un element clau.