Investigadores de la Universidad de California, Irvine, informan que un sistema de aprendizaje automático llamado SIGNET puede inferir vínculos de causa y efecto entre genes en tejido cerebral humano, revelando una extensa reconfiguración de la regulación génica, especialmente en neuronas excitatorias, en la enfermedad de Alzheimer.
Un equipo dirigido por Min Zhang y Dabao Zhang, de la Joe C. Wen School of Population & Public Health de la Universidad de California, Irvine, ha producido lo que describe como mapas altamente detallados de cómo los genes se influyen mutuamente en células cerebrales afectadas por la enfermedad de Alzheimer, utilizando una plataforma de aprendizaje automático llamada SIGNET. Para elaborar los mapas, los investigadores analizaron datos moleculares de tejido cerebral humano donado de 272 participantes inscritos en dos estudios de envejecimiento de larga duración: el Religious Orders Study y el Rush Memory and Aging Project (a menudo referidos conjuntamente como ROSMAP). El enfoque integra secuenciación de ARN de célula única (núcleo único) con datos de variación genética a nivel de sujeto coincidentes, permitiendo al equipo ir más allá de las correlaciones gen-gen y inferir relaciones regulatorias causales y direccionales probables. Utilizando SIGNET, los investigadores construyeron redes regulatorias génicas causales para seis tipos principales de células cerebrales. El conjunto más grande de relaciones regulatorias inferidas apareció en neuronas excitatorias. En los materiales del estudio subyacente, la red de neuronas excitatorias contenía 5.910 'regulaciones' inferidas, una escala que los autores dicen que apunta a una extensa reconfiguración de la regulación génica a medida que avanza el Alzheimer. Min Zhang, coautora correspondiente y profesora de epidemiología y bioestadística, dijo que, aunque se sabe que diferentes tipos de células cerebrales juegan roles distintos en el Alzheimer, las relaciones a nivel molecular han sido difíciles de desentrañar. Dijo que el nuevo trabajo proporciona mapas específicos por tipo de célula destinados a cambiar el campo de observar correlaciones a identificar mecanismos que pueden impulsar activamente la progresión de la enfermedad. El trabajo también destacó 'genes hub' que parecen actuar como reguladores centrales dentro de las redes. Los investigadores informaron previamente de roles regulatorios subestimados para genes relacionados con el Alzheimer bien conocidos como APP, incluidos efectos en neuronas inhibitorias. Para reforzar la confianza en los hallazgos, el equipo informó la validación de patrones clave utilizando un conjunto independiente de muestras de cerebro humano. Los investigadores dijeron que el mismo marco podría aplicarse a otras enfermedades complejas, incluidas el cáncer, trastornos autoinmunes y condiciones de salud mental. Los hallazgos fueron reportados por la UC Irvine y publicados en Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association, según el resumen del estudio de la universidad, que lista el artículo como apareciendo en 2026 (volumen 22, número 2) con DOI: 10.1002/alz.71053. El resumen de ScienceDaily atribuye apoyo parcial de financiación al National Institute on Aging y al National Cancer Institute. La enfermedad de Alzheimer es la principal causa de demencia y se proyecta que afecte a casi 14 millones de estadounidenses para 2060, según el resumen de la UC Irvine.
