El cuerpo como red
Una nueva plataforma de RV permite visualizar enormes cantidades de datos. Esto puede ser útil para el estudio de defectos genéticos raros, entre otras cosas
Las redes ofrecen una poderosa manera de visualizar y analizar sistemas complejos. Sin embargo, dependiendo del tamaño y la complejidad de la red, muchas visualizaciones son limitadas. Las interacciones de las proteínas en el cuerpo humano constituyen un sistema tan complejo que apenas puede visualizarse. Jörg Menche, investigador principal adjunto del Centro de Investigación de Medicina Molecular CeMM de la Academia Austriaca de Ciencias, profesor de la Universidad de Viena y jefe de grupo de investigación en los laboratorios Max Perutz (Uni Wien/MedUni), y su equipo han desarrollado una plataforma de realidad virtual (RV) inmersiva que resuelve este problema. Con la ayuda de la visualización en RV de las interacciones entre proteínas, en el futuro será posible reconocer mejor las correlaciones e identificar las aberraciones genéticas responsables de las enfermedades raras.
©Sebastian Pirch, veröffentlicht in Nature Communications 2021
Cuanto más grandes y complejas son las redes, más difícil resulta su visualización en la pantalla. Los programas informáticos convencionales alcanzan rápidamente sus límites. Este reto fue abordado por el científico de redes Jörg Menche y su grupo de investigación en el Centro de Investigación de Medicina Molecular CeMM de la Academia Austriaca de Ciencias. Desarrollaron una plataforma de RV para explorar enormes cantidades de datos y su compleja interacción de una manera singularmente intuitiva.
El cuerpo como red
La representación de datos complejos puede ser especialmente importante en la búsqueda de la causa de enfermedades raras, porque el cuerpo humano, con sus aproximadamente 20.000 proteínas codificadas en el genoma humano y que interactúan entre sí, representa una enorme red compleja. Ya sea el movimiento o la digestión, a nivel molecular, todos los procesos biológicos se basan en la interacción entre proteínas. Si se ilustran las interacciones de las proteínas en una red, se creará una imagen apenas representable de unos 18.000 puntos -proteínas- y unas 300.000 líneas entre estos puntos. Menche y su grupo de investigación utilizaron la plataforma de realidad virtual (RV) que desarrollaron para hacer esta imagen "legible" y, en colaboración con el centro de investigación del cáncer infantil St. Anna, consiguieron hacer visible por primera vez la totalidad de las interacciones proteicas. Esto permite explorar de forma interactiva la vasta y compleja red.
Aproximación a la causa de las enfermedades inmunitarias raras
Para su estudio, publicado en Nature Communications, el primer autor, Sebastian Pirch, y el grupo de investigación de Menche identificaron patrones de conexión entre distintos complejos proteicos del cuerpo humano y los relacionaron con sus funciones biológicas. Además, los científicos utilizaron bases de datos globales para identificar complejos proteicos específicos asociados a una enfermedad concreta. "Mientras que las formas convencionales de representación parecerían una proverbial 'bola de pelo', la representación tridimensional permite analizar y observar con precisión los distintos complejos proteicos y sus interacciones", afirma Pirch, autor del estudio. Esto puede ser especialmente importante en la identificación de defectos genéticos raros y crucial para las medidas terapéuticas. "Por un lado, nuestro estudio representa una importante prueba de concepto de nuestra plataforma de RV; por otro, demuestra directamente el enorme potencial de la visualización de las redes moleculares", afirma el director del proyecto, Menche. "Especialmente en las enfermedades raras, las enfermedades inmunológicas graves, los complejos proteicos asociados a síntomas clínicos específicos pueden analizarse con más detalle para desarrollar hipótesis sobre sus respectivos mecanismos patobiológicos. Esto facilita la aproximación a las causas de la enfermedad y, posteriormente, la búsqueda de medidas terapéuticas específicas."
Acerca de la plataforma de RV
La plataforma desarrollada por el grupo de investigación de Menche está diseñada para ofrecer la máxima flexibilidad y extensibilidad. Entre sus principales características se encuentran la importación de código definido por el usuario para el análisis de datos, la fácil integración de bases de datos externas y un alto grado de libertad de diseño para los elementos arbitrarios de las interfaces de usuario. Los investigadores pudieron recurrir a la tecnología normalmente utilizada en el desarrollo de juegos de ordenador en 3D, como el mundialmente popular juego Fortnite. Al publicar el código fuente, los investigadores esperan convencer a otros desarrolladores del potencial de la realidad virtual para analizar datos científicos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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