Big data i cooperació entre hospitals per diagnosticar malalties minoritàries

Es calcula que 300 milions de persones a tot el món estan afectades per una de les 6.000 malalties minoritàries descrites fins ara. Una malaltia es considera minoritària o rara quan afecta menys d'1 de cada 2.000 persones. Hi ha molts tipus de malalties minoritàries (metabòliques, càncers o deficiències immunològiques), i la gran majoria són causades per una o dues mutacions genètiques.

Com a mitjana es necessiten cinc anys perquè un pacient amb una malaltia rara obtingui un diagnòstic molecular, en el cas que s'aconsegueixi diagnosticar. Aquesta "odissea del diagnòstic" provoca un patiment immens als pacients i les seves famílies i genera alts costos d'atenció mèdica. Identificar el defecte genètic de la malaltia és important per tenir opcions de tractament, per assessorar genèticament la família, per informar sobre la progressió i el pronòstic de la malaltia i per reduir l'ansietat del pacient i la família.

Fa uns anys, identificar diferències genètiques com variants o mutacions era extremadament difícil, requeria molt de temps i només era possible per un grapat de gens per cada pacient. Els avenços tecnològics ara fan possible que la seqüenciació del genoma escanegi tots els gens per trobar milions de diferències genètiques en cada individu, amb un cost raonable.

Però analitzar les dades obtingudes de la seqüenciació del genoma i identificar les variacions o mutacions que causen la malaltia és un repte i també requereix temps. Aquesta és una de les raons per les quals una proporció significativa de pacients segueix sense diagnòstic, fins i tot després de les proves genòmiques.

Per donar una segona oportunitat als pacients que han esgotat la via clínica habitual, inclosa l'anàlisi genòmica, els centres de recerca associats a hospitals catalans van posar en marxa el projecte Undiagnosed Rare Disease Program of Catalonia (URD-Cat). El consorci, coordinat per l'Institut Hospital del Mar d'Investigacions Mèdiques (IMIM-Hospital del Mar), es va plantejar com a projecte pilot per compartir dades de pacients de malalties neurològiques a través d'una plataforma col·laborativa desenvolupada per investigadors/es del CNAG-CRG.

La plataforma anomenada Genome-Phenome Analysis Platform (GPAP), permet reanalitzar i reavaluar dades genòmiques i dades clíniques integrades amb eines d'última generació, no només per part del centre de salut que atén aquell pacient, sinó també per part de la resta del consorci, posant en comú coneixement d'arreu de Catalunya. Utilitzant aquesta plataforma, el Dr. Sergi Beltran, del Centre de Regulació Genòmica, ha dut a terme el projecte iGenCO gràcies als fons de La Marató 2019, dedicada a les malalties minoritàries. El treball s'ha basat en l'anàlisi genòmica exhaustiva i l'anàlisi crosòmica per a malalties minoritàries no diagnosticades.

La plataforma URD-Cat GPAP es va utilitzar per tornar a analitzar les dades genòmiques de 323 pacients amb malalties neurològiques minoritàries no diagnosticades, que portaven sense diagnosticar entre un i vuit anys, amb una mitjana de temps de quatre anys. Van trobar un diagnòstic genètic concloent per a 67 de 323 pacients (20,7% dels casos). Aquests resultats es publiquen avui a The Journal of Molecular Diagnostics.

A més, es van identificar sis nous gens associats a una malaltia rara concreta ampliant el coneixement global sobre les causes genètiques de les malalties rares i destacant la utilitat de la plataforma també per al descobriment de noves associacions gen-malaltia.

"La plataforma URD-Cat GPAP proporciona una forma de comunicació contínua i d'intercanvi de dades entre els professionals implicats en el diagnòstic genètic d'un pacient, reunint coneixements que d'altra manera estarien dispersos", afirma Gemma Bullich, analista de dades del CNAG-CRG i primera autora de l'estudi. "La plataforma s'actualitza periòdicament i s'hi afegeixen noves funcionalitats segons les necessitats dels usuaris. Aquest és un bon exemple de l'impacte que pot tenir una col·laboració estreta entre metges, genetistes, bioinformàtics/ques i enginyers/es de software".

"Els diagnòstics que hem aconseguit ajuden a millorar el tractament del pacient, permeten l'assessorament genètic de les famílies i contribueixen a diagnosticar altres membres de la família," diu Luis A. Pérez-Jurado, coordinador d'URD-Cat, cap de la Unitat de Genètica Clínica de l'Hospital del Mar a Barcelona i Coordinador del Grup de Recerca en Genètica Humana a la Universitat Pompeu Fabra. "És important destacar que també ajuda les persones que viuen amb la malaltia a posar-se en contacte amb associacions de pacients i conèixer altres persones que passen per reptes similars."

"Iniciatives com URD-Cat ofereixen una esperança per a aquells pacients sense diagnòstic un cop fetes totes les proves rutinàries", afirma Sergi Beltran, cap de la Unitat de Bioinformàtica del CNAG-CRG i autor principal de l'article. "El projecte iGenCO, finançat per La Marató de TV3, ens donarà l'oportunitat de fer una passa més i beneficiar tant aquesta cohort de pacients com d'altres més enllà de malalties neurològiques sense diagnosticar mitjançant la realització de noves proves no rutinàries, i portar a terme anàlisis més exhaustives i implementar noves funcions en la plataforma col·laborativa".

URD-Cat està format pels principals grups que treballen en malalties minoritàries de set instituts de recerca en salut de Catalunya (IMIM, IDIBAPS, IDIBELL, HSJD, VHIR, HSP, IGTP), el CNAG-CRG, l'ISGlobal, el BSC-CNS i la Federació Espanyola de Malalties Rares (FEDER). El projecte ha comptat amb la participació d'un equip multidisciplinari de més de 140 professionals de metges, genetistes, bioinformàtics/ques, bioquímics/ques, tècnics i enginyers/es de software.