Un proyecto aplica la computación 'grid' al análisis genómico

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22/12/2011
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Agencia de Noticias DiCYT
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La Universidad de Salamanca desarrolla una aplicación web que ayuda a investigadores y especialistas a diagnosticar y estudiar enfermedades de origen genético

José Pichel Andrés/DICYT Un proyecto informático de la Universidad de Salamanca utiliza lo que técnicamente se conoce como computación 'grid' (malla) para mejorar el análisis genómico y lograr así avances en el diagnóstico de algunas patologías y en la investigación sobre el origen genético de ciertas enfermedades. La computación 'grid' es una novedosa tecnología que utiliza diversos recursos de forma simultánea para realizar una tarea de una forma más rápida y eficiente. La idea es emplearla para crear un servicio web que se pueda comercializar entre la comunidad médica y científica.

El proyecto pretende integrar y automatizar en un servicio web todas las fases del análisis genómico con un tiempo de respuesta competitivo con respecto a los sistemas que los investigadores ya tienen a su disposición, según ha explicado a DiCYT Roberto González Ramos, responsable de la iniciativa. Partiendo del proceso de análisis genómico que realiza el Centro de Investigación del Cáncer (CIC), ha creado una aplicación que "realiza las fases del análisis en cascada y las de mayor carga computacional, en paralelo sobre un 'grid' de ordenadores", es decir, sobre un conjunto heterogéneo de computadoras. Para ello, el sistema emplea algoritmos ya existentes, pero parte el conjunto de la información para que se pueda procesar secuencialmente en cada nodo que participa en la operación. Después, la información se vuelve a unificar para obtener el resultado.

Con este sistema, el tiempo de análisis "escala proporcionalmente al número de nuevos nodos que tenga la aplicación". Por eso, "de una manera muy sencilla he desarrollado un sistema de alto rendimiento", afirma el investigador de la Facultad de Ciencias, que ha desarrollado este proyecto gracias a una beca del Programa de Prototipos Orientados al Mercado de la Universidad de Salamanca, financiado por el Proyecto de Transferencia de Conocimiento Universidad-Empresa (T-CUE).

La ayuda informática en el análisis genómico se hace imprescindible hoy en día. Hasta hace unos años, "se hacía a mano en un proceso largo, tedioso y repetitivo", asegura Roberto González. Sin embargo, "las cosas repetitivas son la especialidad de los informáticos, si algo es repetitivo, lo podemos automatizar y lo podemos hacer más rápido". En este caso, al utilizar tecnologías novedosas de computación 'grid' el proceso es mucho más rápido con respecto a lo que supondría utilizar un solo ordenador.

"El proceso de análisis consiste en ensamblar las muestras que salen del secuenciador de ADN", comenta. Una vez unidas a partir de los pequeños fragmentos que salen del secuenciador, se alinean con el genoma de referencia, es decir, se busca a qué gen pertenecen, se observan posibles diferencias y, de esta manera, se pueden encontrar, por comparación, posibles alteraciones en el ADN del paciente. Esto es muy útil para el diagnóstico de enfermedades con un origen genético conocido y para la investigación del origen genético de cualquier dolencia. La clave está en seleccionar un grupo de estudio de pacientes con la misma enfermedad y buscar si se repiten en todos ellos patrones de mutaciones genéticas no conocidas.

Sólo es "una cadena de texto"

En realidad es "algo sencillo", afirma Roberto González, porque las secuencias de ADN no son más que secuencias ordenadas de los nucleótidos del ADN, que se expresan en las letras A, C, G y T (correspondientes a los nucleótidos adenina, citosina, guanina y timina), que ensamblan para obtener toda la información genética. "Al final, el ADN no es más que una cadena de texto y el tratamiento de cadena de textos es una disciplina informática muy estudiada", asegura.

En cualquier caso, el proceso de computación 'grid' es complicado y, por eso, "hemos desarrollado una aplicación web muy sencilla que permite subir los datos del paciente, seleccionar los análisis que se van a efectuar y devolver los resultados al cliente". Una forma de comercializar este producto sería vender un conjunto de ordenadores en los que esté instalada la aplicación, pero "me parece más interesante comercializarlo como un servicio web, de manera que cada hospital o centro de investigación se podría conectar a través de internet con nuestros ordenadores y podríamos tarifarle por volumen de datos almacenado o por el tipo de análisis", apunta Roberto González, que ha desarrollado la idea bajo la dirección de los profesores Juan Francisco de Paz y Davinia Carolina Zato. Por lo tanto, el cliente potencial serían tanto los científicos que trabajan en centros de investigación y universidades como hospitales que necesitan realizar análisis de rutina de los pacientes.