Procesos celulares y rutas biológicas asociadas al desarrollo del Trastorno Afectivo Bipolar

El Trastorno Afectivo Bipolar (TAB) es una enfermedad neuropsiquiátrica caracterizada por presentar episodios recurrentes de manía y depresión. Los Estudios de Asociación de Genomas Completos (GWAS) han permitido empezar a dilucidar la base poligénica de este trastorno. En consecuencia, estos estudios han encontrado más de 100 genes posiblemente asociados a la predisposición a padecer esta enfermedad mental. Sin embargo, el rompecabezas del TAB aún no está completo. A pesar de los avances en descifrar los agentes genéticos causales de este trastorno, hace falta un panorama integrativo que se aleje de este enfoque reduccionista, basado en el entendimiento de la enfermedad a partir de los genes asociados. En sintonía, esta investigación buscó resolver qué procesos celulares y rutas biológicas están potencialmente implicados en el desarrollo del TAB, con el objetivo de esclarecer la arquitectura biológica que pueda asociarse causalmente con la enfermedad. En el presente estudio se realizó un análisis bioinformático a partir de los genes asociados al TAB, detectados por los GWAS realizados hasta el 2019, para así, como resultado de la información obtenida, centrarse en los procesos celulares de los genes estadísticamente significativos según el análisis de enriquecimiento funcional realizado mediante el plug-in BiNGO, asociado a la plataforma Cytoscape. Posteriormente, se obtuvieron, por medio de la base de datos COEXPRESdb y de consultas dirigidas ejecutadas en el programa Microsoft Access 2010, los genes coexpresados en común entre los genes asociados al TAB. Por último, se utilizó la base de datos KEGG para visualizar las rutas biológicas relacionadas con los genes asociados a la enfermedad. En consecuencia, se concluyó que los procesos celulares más significativamente involucrados en la etiología del TAB son los referentes a la mielinización, la regulación del potencial de acción, el sistema glutamatérgico y la adhesión celular en el sistema nervioso central. Asimismo, las rutas biológicas más posiblemente afectadas en el desarrollo de esta enfermedad mental comprendieron el sistema glutamatérgico y el dopaminérgico, seguidos por las cascadas de señalización cAMP, MAPK y del Ca2+, junto a la señalización retrograda endocannabinoide y el ritmo circadiano. Por último, mientras el gen POU3F2 se perfiló como un agente modulador de la red genética del TAB, los genes SCN1A, GRIA4, LRRTM3, ST8SIA3 y NOL4 se posicionaron como 5 nuevos genes posiblemente asociados a la arquitectura genética de esta enfermedad neuropsiquiátrica.Bipolar Disorder (BD) is a neuropsychiatric disease characterized by the recurrence of mania and depression. Genome Wide Association Studies (GWAS) have allowed the understanding behind the polygenic basis of this disorder. Consequently, these studies have found more than 100 genes possibly associated with the predisposition to suffer from this mental illness. Nevertheless, the puzzle is not complete yet. Despite the advances in deciphering the causative genetic agents of this disorder, an integrative panorama based on the understanding of the disease from the associated genes that moves away from this reductionist approach is needed. Accordingly, this research sought to resolve which cellular processes and biologic pathways are potentially involved in the development of BD, with the objective of clarifying biologic architecture that may be causally associated with the disease. In the present study, a bioinformatic analysis was performed from the genes associated with BD, detected by GWAS carried out until 2019, in order to focus on the cellular processes of the statistically significant genes according to the analysis of functional enrichment performed using the BiNGO plug-in, associated with the Cytoscape platform. Subsequently, the genes co-expressed in common among the genes associated with BD were obtained through the COEXPRESdb database and directed queries executed in the Microsoft Access 2010 program. Finally, the KEGG database was used to visualize the biologic pathways related to the genes associated with the disease. It was concluded that the cellular processes most significantly involved in the etiology of BD are those related to myelinization, regulation of action potential, glutamatergic system and cellular adhesion in the central nervous system. Likewise, the biologic pathways most possibly affected in the development of this mental illness included the glutamatergic and dopaminergic system, followed by the cAMP, MAPK and Ca2+ signaling cascades, along with the retrograde endocannabinoid signaling and circadian rhythm. Finally, while the POU3F2 gene was profiled as a modulator of the BD genetic network, SCN1A, GRIA4, LRRTM3, ST8SIA3 and NOL4 genes were positioned as 5 new genes possibly associated with the genetic architecture of this neuropsychiatric disease