Investigadores de la Escuela de Medicina de Baylor, en Houston (Estados Unidos), han impulsado una estrategia innovadora que, mediante el análisis de regiones específicas del genoma, ofrece la posibilidad de predecir el riesgo de esquizofrenia en etapas tempranas de la vida.
En concreto, los científicos aplicaron un algoritmo de aprendizaje automático denominado SPLS-DA. En el AND de las muestras de sangre, el equipo identificó marcadores epigenéticos, un perfil de grupos químicos de metilo en el AND, que difieren entre las personas diagnosticadas de esquizofrenia y las que no padecen la enfermedad, y a partir de ello ha desarrollado un modelo que evalúa la probabilidad de que un individuo padezca la afección.
Así, la prueba del modelo en un conjunto de datos independiente reveló que puede identificar a los pacientes con esquizofrenia con un 80% de precisión. El estudio aparece en la revista 'Translational Psychiatry'.
El estudio de las CoRSIV es una forma novedosa de descubrir las causas epigenéticas de las enfermedades
"La esquizofrenia es una enfermedad devastadora que afecta a cerca del 1% de la población mundial", recuerda el autor del estudio, el doctor Robert A. Waterland. "Aunque los componentes genéticos y ambientales parecen estar implicados en la afección, las pruebas actuales solo explican una pequeña parte de los casos, lo que sugiere que otros factores, como los epigenéticos, también podrían ser importantes", ha especificado.
La epigenética es un sistema de marcado molecular del ADN que indica a las distintas células del organismo qué genes deben activarse o desactivarse en ese tipo de células, por lo que los marcadores epigenéticos pueden variar entre los distintos tejidos normales de un mismo individuo. Esto dificulta la evaluación de si los cambios epigenéticos contribuyen a enfermedades que afectan al cerebro, como la esquizofrenia.
Para hacer frente a este obstáculo, Waterland y sus colegas habían identificado en trabajos anteriores un conjunto de regiones genómicas específicas en las que la metilación del ADN, un marcador epigenético común, difiere entre las personas pero es consistente en diferentes tejidos de un mismo individuo. Llamaron a estas regiones genómicas "regiones correlacionadas de variación sistémica interindividual" ('CoRSIV', por sus siglas en inglés). Así, propusieron que el estudio de las CoRSIV es una forma novedosa de descubrir las causas epigenéticas de las enfermedades.
"Como los patrones de metilación en las CoRSIV son los mismos en todos los tejidos de un individuo, podemos analizarlos en una muestra de sangre para inferir la regulación epigenética en otras partes del cuerpo que son difíciles de evaluar, como el cerebro", ha expresado Waterland. Los investigadores también han explicado que muchos estudios anteriores han analizado los perfiles de metilación en muestras de sangre con el objetivo de identificar diferencias epigenéticas entre individuos con esquizofrenia, pero que el suyo tiene un enfoque novedoso.
El hecho de que la metilación del AND en los CoRSIVs se establece muy temprano en la vida, indica que las diferencias epigenéticas que identificamos entre los pacientes con esquizofrenia y los individuos sanos estaban allí antes de que se diagnosticara la enfermedad
"Nuestro estudio es innovador en varios sentidos", ha apuntado el primer autor, el doctor Chathura J. Gunasekara, informático del laboratorio de Waterland. "Nos hemos centrado en los CoRSIV y también hemos aplicado por primera vez el algoritmo de aprendizaje automático SPLS-DA para analizar la metilación del ADN. Como científico interesado en aplicar el aprendizaje automático a la medicina, nuestros hallazgos son muy emocionantes", comenta el doctor. "No solo sugieren la posibilidad de predecir el riesgo de esquizofrenia en etapas tempranas de la vida, sino que también esbozan un nuevo enfoque que puede ser aplicable a otras enfermedades", añade.
Asimismo, el estudio actual también es innovador porque tuvo en cuenta importantes factores de confusión potenciales que otros estudios no consideraron. Por ejemplo, los patrones de metilación en la sangre pueden verse afectados por factores como el tabaquismo y la toma de medicamentos antipsicóticos, ambos comunes en los pacientes con esquizofrenia.
"Aquí, adoptamos varios enfoques para evaluar si los patrones de metilación que detectamos en los CoRSIV se veían afectados por el uso de medicamentos y el tabaquismo. Pudimos descartar eso", ha dicho Waterland. "Esto, junto con el hecho de que la metilación del AND en los CoRSIVs se establece muy temprano en la vida, indica que las diferencias epigenéticas que identificamos entre los pacientes con esquizofrenia y los individuos sanos estaban allí antes de que se diagnosticara la enfermedad, lo que sugiere que pueden contribuir a la condición", explica.
Utilizando este novedoso enfoque, los investigadores fueron capaces de conseguir señales epigenéticas mucho más fuertes asociadas a la esquizofrenia de lo que se había hecho hasta ahora. "Consideramos que nuestro estudio es una prueba de que centrarse en los CoRSIVs hace posible la epidemiología epigenética", ha concluido Waterland.