Recorriendo el interactoma para identificar asociaciones entre miARN y enfermedades humanas a través del enlace funcional entre los objetivos de miARN y los genes de enfermedades

ANTECEDENTES: Los microARN (miARN) son reguladores post-transcripcionales importantes que han demostrado desempeñar un papel significativo en las enfermedades humanas. Elucidando las asociaciones entre miARN y enfermedades a nivel sistemático se profundizará nuestra comprensión de los mecanismos moleculares de las enfermedades. Sin embargo, las asociaciones miARN-enfermedad identificadas por métodos computacionales previos están lejos de ser completas y se necesita más esfuerzo. RESULTADOS: Desarrollamos un marco computacional para identificar asociaciones miARN-enfermedad realizando un análisis de caminatas aleatorias, y nos centramos en el enlace funcional entre los objetivos de miARN y los genes de enfermedades en redes de interacción proteína-proteína (PPI). Además, se construyó una red bipartita miARN-enfermedad, a partir de la cual se identificaron varios módulos co-regulados de miARN-enfermedad mediante análisis de agrupamiento jerárquico. Nuestro enfoque logró un rendimiento satisfactorio en la identificación de miARN relacionados con el cáncer conocidos para nueve cánceres humanos con un área bajo la curva ROC (AUC) que varía del 71.3% al 91.3%. Al analizar sistemáticamente las propiedades globales de la red miARN-enfermedad, encontramos que solo un pequeño número de miARN regulaban genes involucrados en varias enfermedades, los genes asociados con enfermedades neurológicas eran regulados preferentemente por miARN y algunas enfermedades inmunológicas estaban asociadas a varios miARN específicos. También observamos que la mayoría de las enfermedades en el mismo módulo co-regulado tendían a pertenecer a la misma categoría de enfermedad, lo que indica que estas enfermedades podrían compartir mecanismos regulatorios de miARN similares. CONCLUSIONES: En este estudio, presentamos un marco computacional para identificar asociaciones miARN-enfermedad, y además construiremos una red bipartita miARN-enfermedad para analizar sistemáticamente las propiedades globales de la regulación de genes de enfermedades por miARN. Nuestros hallazgos proporcionan una perspectiva amplia sobre las relaciones entre miARN y enfermedades y podrían potencialmente ayudar a los esfuerzos de investigación futuros sobre la participación de los miARN en la patogenia de las enfermedades.