Encontrar la causa de una enfermedad poco frecuente puede convertirse en un proceso largo para las familias. Incluso las pruebas genómicas convencionales pueden dejar casos sin respuesta cuando todavía se desconoce qué genes participan en determinadas condiciones.
Investigadores del Baylor College of Medicine, el Duncan Neurological Research Institute y el Texome Project identificaron variantes del gen BRSK1 como probable explicación de un trastorno del neurodesarrollo. El estudio muestra cómo la genética, la inteligencia artificial y los modelos animales pueden combinarse para investigar enfermedades raras.
La genética y la IA encuentran una posible explicación
La investigación comenzó con un niño participante del Texome Project, iniciativa que proporciona pruebas genéticas gratuitas a personas con enfermedades raras sin diagnóstico y con dificultades para acceder a estos servicios.
Los análisis convencionales realizados al menor y uno de sus padres no encontraron una explicación. Sin embargo, AI-MARRVEL, una herramienta basada en inteligencia artificial, señaló una variante poco frecuente de BRSK1 como candidata.
Los investigadores compartieron el hallazgo mediante GeneMatcher y localizaron más casos. Finalmente estudiaron a 10 personas afectadas pertenecientes a siete familias sin parentesco entre ellas.
Todas presentaban algún grado de retraso en el desarrollo, aunque los síntomas y su intensidad variaban. Entre las características observadas estaban retrasos del habla y lenguaje, discapacidad intelectual, autismo, TDAH, ansiedad, bajo tono muscular y microcefalia. Dos participantes habían presentado convulsiones.
Moscas de la fruta ayudaron a comprobar el papel de BRSK1
El gen BRSK1 produce una proteína que participa en el desarrollo de las neuronas, sus conexiones y la comunicación mediante sinapsis. Para comprobar los efectos de las variantes, los científicos recurrieron a Drosophila melanogaster.
Al desactivar en las moscas el equivalente de BRSK1, los animales desarrollaron problemas de movimiento, mayor sensibilidad a estímulos capaces de provocar comportamientos similares a convulsiones y menor esperanza de vida.
Introducir el gen humano normal corrigió en gran medida estos problemas. En cambio, las variantes encontradas en los pacientes solo consiguieron una recuperación parcial, lo que indica que reducen la actividad de la proteína sin eliminarla completamente.
Los experimentos también encontraron alteraciones en conexiones entre neuronas y músculos y cambios relacionados con los microtúbulos, estructuras esenciales para el funcionamiento neuronal.
Los resultados respaldan a BRSK1 como responsable de un trastorno caracterizado por retrasos del desarrollo y diferentes manifestaciones neurológicas y conductuales, con o sin epilepsia. También muestran que una misma variante puede producir síntomas de distinta intensidad.
El estudio destaca cómo la genética apoyada por inteligencia artificial puede ofrecer respuestas a familias que permanecieron sin diagnóstico y, al mismo tiempo, revelar mecanismos relacionados con el desarrollo y funcionamiento del sistema nervioso.
