Análisis teórico de grafos de una red de interacción proteína-proteína modelada en la vía de señalización RAS

Resumen

Este estudio aplica un marco de teoría de grafos a una red de interacción proteína-proteína modelada de la vía de señalización del RAS para identificar proteínas centralmente conectadas en la zona 1 y caracterizar su relevancia funcional y biológica.

Resumen

La vía de señalización del RAS es un regulador fundamental del crecimiento, la proliferación y la supervivencia celular. La desregulación de esta vía está fuertemente implicada en el desarrollo del cáncer, aunque las estrategias sistemáticas para identificar qué proteínas de la vía representan los objetivos terapéuticos más prometedores siguen siendo limitadas. La razón de este estudio fue investigar la diversidad de proteínas centrales dentro de la vía de señalización del SAR y evaluar su importancia funcional en la biología del cáncer. Para lograrlo, modelamos la red de interacción proteína-proteína humana como un espacio métrico utilizando un marco de teoría de grafos. Se calcularon distancias de camino más corto para identificar las proteínas más centrales, que luego se clasificaron en zonas funcionales. Las proteínas localizadas en la zona 1, que representa la zona más conectada, fueron cruzadas con conjuntos de datos curados de las vías RAS. Se utilizaron análisis de enriquecimiento funcional, evaluación de oncogenes y supresores tumorales e integración de datos del genoma del cáncer para interpretar los roles biológicos y el potencial terapéutico. Los resultados revelaron que el 95,2% de las proteínas del SAR central están implicadas en la señalización, y el 59,5% se clasifica como esencial. Proteínas clave como BCL2L1, RAF1, RHOA, MAP2K1, EGFR, CDC42 y ANGPT1 fueron identificadas como actores centrales en procesos como la resistencia a la apoptosis, la metástasis, la angiogénesis y la progresión tumoral. Varias de estas proteínas también mostraron fuertes asociaciones con oncogenes establecidos y objetivos terapéuticos exitosos. En conclusión, este estudio demuestra que las proteínas centrales de la vía de señalización del SAR presentan una diversidad funcional que sustenta su importancia en la progresión del cáncer. Estos hallazgos proporcionan un flujo de trabajo reproducible basado en redes para identificar candidatos moleculares relevantes para las vías y contribuyen al desarrollo de terapias contra el cáncer más precisas y orientadas a las vías.

Introducción

La vía de señalización del RAS es un regulador crítico de la comunicación celular y ha sido ampliamente estudiada debido a su papel central en la^{oncogénesis 1}. Esta vía, compuesta por una serie de proteínas interconectadas, transmite señales extracelulares al núcleo, regulando así procesos celulares clave como la proliferación, el crecimiento y^{la diferenciación 2}.

El descubrimiento de los oncogenes del SAR se originó en los primeros estudios sobre retrovirus transformadores, comenzando con la identificación del virus del sarcoma de Harvey en los años 60, que d....

Protocolo

Este estudio se basó exclusivamente en el análisis de conjuntos de datos disponibles públicamente y no involucró a participantes humanos, sujetos animales ni muestras de tejido. Por lo tanto, no se requería la aprobación de un comité de revisión institucional (IRB) ni del comité de cuidado y uso de animales (IACUC).

Recogida y preprocesamiento de datos
Se recuperaron datos humanos de IBP y proteínas curadas de la vía de señalización RAS de repositorios de acceso público, incluyendo los conjuntos de datos de interacción funcional de proteínas de Biología del Genoma^y

Resultados

En nuestro trabajo anterior, desarrollamos la metodología basada en zonas para modelar redes PPI como espacios^{métricos 17}. Este enfoque permitió clasificar las proteínas en zonas jerárquicas según su distancia al nodo central; con la zona 1 representando las proteínas más conectadas y funcionalmente esenciales. Partiendo de esta base, el presente estudio se centra específicamente en las proteínas de la zona 1 identificadas en nuestro trabajo anterior e investiga s.......

Discusión

Este estudio presenta un marco de teoría de grafos para analizar redes de interacción proteína-proteína dentro de la vía de señalización RAS con el fin de identificar proteínas centralmente conectadas con relevancia funcional. Al modelar la red PPI como un espacio métrico y centrarse en proteínas de la zona 1 definidas por distancias mínimas de camino más corto, el análisis destaca proteínas que ocupan posiciones estructuralmente centrales dentro de la vía. Proteínas como BCL2L1, RAF1, R.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Proteína humana y guiño; Conjuntos de datos de interacciones proteicas	Repositorios públicos (Biología del Genoma, BioGRID, IntAct)	IDs de acceso (citados en las referencias)	N/A
Lista de proteínas de la vía de señalización del RAS	Base de Datos Comparativa de Toxicogenómica	https://ctdbase.org/	RRID:SCR_006530
Python (Versión 3.10 o superior)	Fundación de Software Python (EE. UU.)	https://www.python.org/	RRID:SCR_008394
Biblioteca de grafos Boost (C++)	Boost.org (EE. UU.)	https://www.boost.org/	N/A
Cytoscape (usado para visualización)	Consorcio Cytoscape	Versión 3.9.1	RRID:SCR_003032
Datos a gran escala de secuenciación del genoma del cáncer	El Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA)	https://www.cancer.gov/ccg/research/genome-sequencing/tcga	RRID:SCR_003193