Posibles genes clave relacionados con las mitocondrias en el trastorno de estrés postraumático analizados mediante métodos de aprendizaje automático

Propósito

El trastorno de estrés postraumático (TEPT) es una condición psiquiátrica grave desencadenada por la exposición a eventos traumáticos. Más allá de las alteraciones emocionales y cognitivas, emergen pruebas que señalan a la disfunción mitocondrial como un factor clave en su fisiopatología. Los mecanismos implicados incluyen la disrupción del metabolismo energético celular, el aumento del estrés oxidativo y el deterioro de la neuroplasticidad, todos procesos críticos para la salud cerebral. Este estudio tuvo como objetivo identificar biomarcadores asociados a la disfunción mitocondrial en el TEPT, aportando información que podría abrir nuevas vías para el desarrollo de intervenciones terapéuticas dirigidas.

Métodos

Se analizaron matrices de expresión génica de las bases de datos GSE199841 y GSE81761, derivadas de muestras de sangre periférica de pacientes con TEPT y controles sanos. Se identificaron genes diferencialmente expresados (DEGs) y se llevó a cabo análisis funcional mediante Gene Ontology (GO) y la base de datos Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Posteriormente, se aplicaron tres algoritmos de aprendizaje automático —LASSO, SVM-RFE y Random Forest— para priorizar biomarcadores candidatos. La capacidad diagnóstica de los genes seleccionados se evaluó con análisis de curvas ROC, incluyendo validación en cohortes independientes. Adicionalmente, se examinó la expresión de estos genes en modelos murinos de TEPT mediante RT-qPCR, y se exploró su relación con proporciones de infiltración inmune.

Resultados

Los DEGs asociados al TEPT se enriquecieron en rutas mitocondriales, como la función del ribosoma mitocondrial y la regulación de la síntesis de óxido nítrico. Los algoritmos de aprendizaje automático identificaron cuatro genes clave: UCP2, CISD1, NADK2 e IDE. Estos mostraron un alto rendimiento diagnóstico en la cohorte de descubrimiento (AUC=0. 871) y resultados consistentes en cohortes de validación (GSE81761 AUC=0. 745; GSE97356 AUC=0. 638). Además, se observaron correlaciones significativas entre estos genes y poblaciones inmunes como linfocitos T reguladores, células B vírgenes y subtipos de linfocitos T CD4+/CD8+. De manera importante, los modelos murinos confirmaron la disregulación conservada de estos genes, alineándose con los hallazgos humanos.

Conclusiones

Los genes mitocondriales UCP2, CISD1, NADK2 e IDE se perfilan como biomarcadores diagnósticos prometedores del TEPT, válidos incluso en un enfoque traslacional entre especies. Sus vínculos con mecanismos neuroinmunes refuerzan la hipótesis de que la mitocondria es un nodo central en la fisiopatología del TEPT, y sugieren que la modulación de estas rutas podría constituir un objetivo terapéutico innovador en el futuro.

Resumen modificado por Cibermedicina

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