Un superordenador acorta de a?os a minutos el diagn¨®stico de enfermedades raras

Las enfermedades raras afectan a unos 350 millones de personas en todo el mundo. Solo en Europa hay 30 millones de pacientes afectados por alguna de las m¨¢s de 7.000 dolencias de este tipo, que se llaman as¨ª porque las tienen menos de cinco de cada 10.000 personas. Esta baja incidencia hace que sean poco conocidas y que solo la mitad de quienes padecen alguna consiga un diagn¨®stico acertado, incluso en los casos en los que se recurre a t¨¦cnicas avanzadas como la secuenciaci¨®n de los genes. Gracias a un superordenador (una computadora capaz de trabajar mucho m¨¢s r¨¢pido que un ordenador corriente), un consorcio internacional de investigadores ha conseguido realizar 255 nuevos diagn¨®sticos en una base de datos de casi 8.400 personas de toda Europa en un tiempo r¨¦cord. El objetivo de este grupo es conseguir en 2027 que todos los pacientes tengan un diagn¨®stico preciso en menos de un a?o desde su primera visita.

Este grupo, llamado Solve-RD (resoluci¨®n de enfermedades raras), es la primera colaboraci¨®n internacional que comparte datos de pacientes con enfermedades raras para mejorar su diagn¨®stico. Est¨¢ formado por 21 instituciones europeas (junto a un socio estadounidense) y cuenta con m¨¢s de 300 investigadores de 15 pa¨ªses. La suma de todos los pacientes con los que trabajan estos expertos supera las 270.000 personas anuales. Toda la investigaci¨®n, junto una explicaci¨®n detallada del m¨¦todo y varios ejemplos reales, se ha publicado en una serie de seis art¨ªculos en la revista European Journal of Human Genetics.

Actualmente, con las t¨¦cnicas tradicionales, un paciente con una enfermedad rara puede tardar unos cinco a?os en recibir un diagn¨®stico correcto. ¡°Se empieza con pruebas bioqu¨ªmicas y, con suerte, se hacen pruebas en determinados genes que se cree que pueden causar la enfermedad¡±, dice Leslie Matalonga, especialista de gen¨®mica cl¨ªnica en el Centro Nacional de An¨¢lisis Gen¨®mico (CNAG), ubicado en Catalu?a y que se encarga de procesar todos los datos del proyecto. Cuando ninguna prueba da un diagn¨®stico claro, la ¨²ltima alternativa pasa por secuenciar el genoma completo del paciente o, en su defecto, el exoma, la parte del genoma que concentra las partes de los genes que codifican las prote¨ªnas. Sin embargo, no todos los hospitales tienen capacidad para hacerlo y no todos los an¨¢lisis permiten identificar la enfermedad.

Con las t¨¦cnicas actuales, un paciente con una enfermedad rara puede tardar unos 5 a?os en recibir un diagn¨®stico correcto.

En estos casos, los pacientes quedan en un limbo: se les han realizado todas las pruebas posibles, pero ning¨²n m¨¦dico es capaz de identificar qu¨¦ dolencia padecen. Se convierten en pacientes con una enfermedad rara no diagnosticada, que son con los que trabaja el grupo Solve-RD. ¡°Los casos que nosotros recibimos son casos que llevan a?os pasando por mil especialistas, hospitales, centros, pa¨ªses¡­ ¡°, explica Matalonga. Rebecca Sch¨¹le, investigadora en el Instituto Hertie de Investigaci¨®n Cl¨ªnica del Cerebro en Tubinga (Alemania), centro coordinador de todo el proyecto, coincide con la experta espa?ola: ¡°Llegar a nuestro hospital es el final de un largo viaje para la mayor¨ªa de ellos¡±.

El exoma secuenciado de estos pacientes se sube a una base de datos compartida que es la clave para realizar nuevos diagn¨®sticos. Pero antes, estos datos deben ser recogidos, transferidos, encriptados y almacenados de manera estandarizada, un proceso complejo que ser¨ªa imposible sin un superordenador. Sergi Beltran, col¨ªder del grupo de an¨¢lisis de datos y jefe de la Unidad de Bioinform¨¢tica del CNAG, lo explica as¨ª: ¡°Un genoma humano son 300 gigabytes de datos crudos. Muchos ordenadores port¨¢tiles no tienen un disco duro que pueda acoger un genoma¡±. Procesar estos datos en un ordenador normal, con una ¨²nica CPU, podr¨ªa tardar miles de horas. Al superordenador del CNAG le bastan un par de ellas.

Procesar el genoma de una persona en un ordenador con un ordenador normal podr¨ªa tardar miles de horas. Al superordenador del CNAG le bastan un par de ellas

Una vez estandarizado y compartido con todo el equipo, Beltran y Matalonga plantean diferentes preguntas basadas en el cuadro m¨¦dico y comparan el ADN del paciente y el familiar en busca de mutaciones presentes en uno de los dos y que puedan ocasionar la enfermedad. ¡°Tenemos identificado qu¨¦ tipo de genes queremos mirar en funci¨®n de la historia del paciente¡±, dice Matalonga. Tras la respuesta del superordenador, que llega en menos de un minuto, se monta una hip¨®tesis sobre cu¨¢l puede ser el causante de la dolencia y se informa al centro colaborador al que acudi¨® el paciente. All¨ª, un m¨¦dico valida o rechaza esa hip¨®tesis. A veces es necesario realizar pruebas complementarias, lo que alarga el proceso, pero normalmente se consigue un diagn¨®stico en dos o tres meses desde que se reciben los datos. ¡°Puede que haya cinco personas en todo el mundo con ese mismo problema. Eso requiere una aproximaci¨®n mucho m¨¢s individualizada a cada paciente¡±, explica Sch¨¹le.

A la fecha del cierre de los datos para la publicaci¨®n del estudio, la base de datos contaba con la informaci¨®n de 8.393 personas (aproximadamente la mitad pacientes y la otra mitad familiares de los mismos) y hab¨ªa servido para realizar 255 diagn¨®sticos. Pero eso fue hace un a?o y medio, seg¨²n cuenta Beltran. ¡°Ahora estamos cerca de los 500 [nuevos diagn¨®sticos]¡±, asegura. Y el n¨²mero de personas incluidas en la base de datos ronda ya las 12.000.

¡°Puede que haya cinco personas en todo el mundo con ese mismo problema. Eso requiere una aproximaci¨®n mucho m¨¢s individualizada a cada paciente

Rebecca Sch¨¹le, investigadora del Instituto Hertie

La Uni¨®n Europea ha aportado fondos para que la investigaci¨®n siga hasta 2022, aunque la idea del proyecto es perdurar m¨¢s all¨¢ de esa fecha. El objetivo es, para 2027, conseguir reducir el tiempo de diagn¨®stico de una enfermedad rara a solo un a?o desde que el paciente acude al m¨¦dico por primera vez. ¡°Este diagn¨®stico es muy importante para poder seguir investigando. Tiene un impacto muy grande a nivel familiar y psicol¨®gico, aunque no sea una cura¡±, cuenta Matalonga. Beltran considera que este sistema es solo el primer paso: ¡°Hay que hacer cambios muy importantes en la formaci¨®n, cambios en el diagn¨®stico, en la parte molecular, en los an¨¢lisis... Creemos que lo que hemos hecho ayudar¨¢ a llegar a este objetivo, pero obviamente hay muchas m¨¢s piezas en el puzle¡±. Sch¨¹le, por su parte, apuesta por darle continuidad al plan y que pase a formar parte de su trabajo habitual: ¡°Si al final del proyecto podemos demostrar que funciona, creo que tenemos que integrarlo en nuestras rutinas diarias. Espero que seamos capaces de crear una infraestructura estable con un flujo diario de intercambio de informaci¨®n. La mayor¨ªa de los cl¨ªnicos que trabajamos con enfermedades raras estamos muy entusiasmados¡±.

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