Protocolo bioinformático para la búsqueda de miARNs como biomarcadores en enfermedades neuropsiquiátricas

Resumo

Las enfermedades neuropsiquiátricas son uno de los grandes desafíos de este siglo. Su complejidad, y la gran influencia del entorno sobre su aparición y curso, hacen que se conozca muy poco sobre su etiología y mecanismos moleculares. Así, el estudio de estas enfermedades a través de la epigenética es muy prometedor; concretamente, el estudio de los microARNs (miRNAs), ha despertado gran interés en la última década. Los miRNAs actúan como ¿interruptores¿ de la expresión génica, activando y desactivando su expresión, y permitiendo así la adaptación del organismo a su entorno. Sin embargo, y a pesar de la trascendencia que el estudio de los miRNAs puede reportar al campo de la neuropsiquiatría, todavía no existe una metodología bioinformática estándar para su análisis a partir de datos de secuenciación (miRNA-Seq). La mayor parte de los programas disponibles actualmente se centran en análisis concretos, y delegan en el investigador la responsabilidad de buscar y ¿encadenar¿ estos análisis hasta obtener el resultado buscado. Esto genera una enorme diversidad metodológica que va en detrimento de la reproducibilidad, de la accesibilidad a este tipo de datos, y de la validez de las conclusiones extraídas. La neuropsiquiatría, por tanto, necesita herramientas reproducibles, integrales, y adaptadas, como medio para dar respuesta a preguntas fundamentales. En este contexto se desarrolla la presente tesis. Su objetivo principal es desarrollar una herramienta que permita realizar, de forma altamente reproducible, un análisis miRNA-Seq completo que vaya desde el preprocesamiento de los datos, hasta su integración en el conocimiento biológico actual. Además, esta herramienta debe estar orientada a su uso en estudios neuropsiquiátricos, ofreciendo, por tanto, los análisis más usados en este campo del conocimiento. Como resultado, se desarrolló myBrain-Seq: un programa bioinformático para el análisis miRNA-Seq de datos neuropsiquiátricos. Se trata de una herramienta de código abierto disponible gratuitamente en https://github.com/sing-group/my-brain-seq y que se distribuye como una imagen Docker lista para ser ejecutada. Durante su desarrollo se hizo un estudio de las metodologías actuales y más empleadas en neuropsiquiatría, se evaluó la magnitud del problema de reproducibilidad, se estudió el impacto de los algoritmos de myBrain-Seq en la reproducibilidad de los resultados y se realizó un caso de estudio con datos reales de pacientes con esquizofrenia, usando myBrain-Seq. Con respecto a este último estudio, además de identificar miRNAs potencialmente causantes de la respuesta al tratamiento con antipsicóticos, también se identificaron nuevas funciones para la siguiente versión de myBrain-Seq. Versión que, una vez publicada, constituyó el punto final de esta tesis.