Investigadores revelan nuevos conocimientos sobre trastornos oculares raros

Los investigadores de EMBL-EBI profundizan en los datos del biobanco del Reino Unido para descubrir nueva información sobre enfermedades oculares raras.

Los investigadores examinaron exhaustivamente las imágenes y los datos genómicos del Biobanco del Reino Unido para obtener una comprensión más profunda de las enfermedades oculares poco comunes. Entre estas enfermedades se encuentra la distrofia retinal, que es un término colectivo para las condiciones genéticas que afectan la retina y que resultan ser la principal causa de ceguera entre los adultos en edad laboral.

La retina se encuentra en la parte posterior del ojo y es un tejido complejo formado por múltiples capas. Funciona al recibir luz y convertirla en una señal que el cerebro puede entender. Cada una de las capas de la retina está formada por diferentes tipos de células, cada una de las cuales desempeña un papel distinto en la conversión de la luz.

Para este estudio publicado en la revista Genética PLOSLos investigadores se centraron en las células fotorreceptoras (PRC), que son células detectoras de luz que se encuentran en la retina. Se pueden obtener imágenes de estas células de forma no invasiva mediante tomografía de coherencia óptica (OCT), un servicio que ahora ofrecen comúnmente muchos optometristas. Usando datos de imágenes OCT y datos genéticos almacenados en el Biobanco del Reino Unido, los investigadores pudieron crear el estudio asociativo más grande de PRC en todo el genoma.

Atrofia retinal rara

Las enfermedades raras de la retina a menudo son causadas por mutaciones hereditarias en genes expresados ​​por CSC. Estas mutaciones hacen que la retina funcione incorrectamente, lo que resulta en problemas de visión o incluso ceguera. Aunque raras, estas enfermedades individuales son colectivamente la principal causa de ceguera en adultos en edad laboral.

«Tuvimos acceso a imágenes emparejadas y datos de estructura genética a una escala que no se ve en un estudio de este tipo», dijo Hannah Courant, ex Ph.D. Estudiante en el Instituto Europeo de Bioinformática de EMBL (EMBL-EBI) y becario postdoctoral en el Centro de Investigación de Proteínas (CPR) de la Fundación Novo Nordisk en la Universidad de Copenhague. «El acceso a esta gran cantidad de datos fue fundamental para el estudio y nos permitió identificar vínculos genéticos con la atrofia de retina rara. Este trabajo identificó nuevas vías de investigación y planteó nuevas preguntas sobre la atrofia de retina rara».

Vincular genotipo y fenotipo

OCT produce imágenes de alta resolución que se pueden utilizar para identificar las diferentes capas y estructuras dentro de la retina. Estas imágenes se utilizan comúnmente en la clínica para ayudar a diagnosticar trastornos oculares. En este estudio, los investigadores utilizaron imágenes de OCT y la información genética y médica correspondiente de más de 30 000 participantes almacenados en el Biobanco del Reino Unido.

“El biobanco del Reino Unido es un recurso rico e invaluable con un enorme potencial para hacer posible la medicina genómica”, dijo Ewan Birney, Director General Adjunto del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL). «Hay mucho potencial esperando a ser desatado a partir de los datos almacenados allí, lo que nos permite comprender la biología humana y cómo y cuándo la enfermedad sale mal».

Liderazgo en medicina genómica

Los investigadores realizaron estudios de asociación del genoma completo (GWAS) en datos de biobancos del Reino Unido para buscar diferencias genéticas asociadas con diferencias en el grosor de los estratos de la RPC. Esto los llevó a identificar variaciones genéticas asociadas con el grosor de una o más capas de PRC, incluidas aquellas con asociaciones previas con enfermedades oculares conocidas. Las asociaciones genómicas recién identificadas se almacenan y son accesibles abiertamente a través del catálogo GWAS.

Se sabía que algunas de estas variantes genéticas estaban asociadas con enfermedades oculares, pero, sorprendentemente, varias variantes genéticas relativamente comunes estaban cerca de genes que se sabe que causan enfermedades oculares hereditarias cuando funcionan mal. En un caso, los investigadores pudieron explorar cómo grupos de variantes comunes cerca de genes que se sabe que están involucrados en enfermedades oculares raras alteran la estructura de la retina. Esto brinda más confianza al observar grupos específicos de enfermedades raras para ver cómo estas variantes comunes específicas pueden afectar la enfermedad.

“El análisis sistemático de la bioinformática de conjuntos de datos de participantes a gran escala está impulsando el futuro de la medicina genómica”, dijo Omar Mahro, profesor de neurociencia de la retina en el University College London y oftalmólogo consultor en Moorfields Eye Hospital. «El acceso a estos datos y la capacidad de establecer estas conexiones entre los fenotipos de enfermedades y la variación genética abrirán muchas oportunidades nuevas para el diagnóstico de enfermedades y nuevas terapias».

Referencia: «El análisis a nivel subcelular de la diversidad genética común en la capa de fotorreceptores identifica la continuidad entre enfermedades raras y variaciones comunes» Por Hannah Courant, Thomas W. Fitzgerald, Praveen J. Patel y Anthony P. Khawaja, UK Eye and Vision Biobank Consortium Andrew R Webster y Omar A. Mahro y Ewan Birney, 27 de febrero de 2023, disponible aquí. Genética PLOS.
DOI: 10.1371/journal.pgen.1010587

El estudio fue financiado por Wellcome Trust