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Genigma, un juego de móvil para ayudar a investigar el cáncer

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Poner la lógica de los jugadores al servicio de la ciencia. Esa es la premisa base del videojuego Genigma, desarrollado por Investigadores del Centro de Regulación Genómica de Barcelona, el Nacional de Análisis Genómico y profesionales del diseño de juegos. A través de Genigma, los jugadores pueden generar datos científicos para perfeccionar la información genómica disponible sobre el cáncer y contribuir a la investigación.

Genigma es un juego para móvil con el que los jugadores contribuyen a la investigación en cáncer, desarrollado por CRG/CNAG-CRG y diseñado por Xavi Ramiro, con la participación de investigadores, profesores, estudiantes y desarrolladores de juegos entre otros. Imagen: CRG/CNAG-CRG.

Una característica de las células del cáncer es que sufren intercambios y reordenamientos en su material genético. Estas alteraciones pueden informar sobre lo que ha llevado a una célula normal a perder el control y transformarse en tumoral, así como ayudar a identificar genes de interés para el desarrollo de terapias.

Bajo un diseño con tintes de exploración espacial, el objetivo del videojuego Genigma, es, precisamente, explorar las reorganizaciones del material genético que producen en diferentes tipos de células cancerosas y reconstruir mapas genómicos de referencia que permitan entender qué partes del genoma de estas células juegan un papel fundamental en el establecimiento y desarrollo del cáncer. Y para ello, utiliza una herramienta de procesamiento de la información muy potente: la inteligencia colectiva humana.

La idea de Genigma surge de la confluencia de tres factores: necesidad científica, nuevas técnicas de análisis genético y la posibilidad de realizar un proyecto de ciencia ciudadana, como nos explica Marc Marti-Renom, profesor de investigación ICREA y líder del grupo de genómica estructural en el Centro Nacional de Análisis Genómico del Centro de Regulación Genómica (CNAG-CRG), en Barcelona, así como uno de los principales promotores de Genigma.

La necesidad científica que menciona Martí-Renom es la falta de genomas de referencia de las líneas celulares que se utilizan en la investigación en laboratorio, un elemento vital para entender cómo funcionan estas células y cómo se puede actuar frente a los mecanismos que las caracterizan. Las nuevas técnicas de análisis genético que menciona el investigador, en las que se ha especializado su equipo, permiten analizar la configuración espacial del material genético en la célula y reconstruir interacciones tridimensionales entre regiones alejadas del genoma. Sin embargo, requieren de tiempo y recursos para entrenar a una inteligencia artificial y necesitan un elevado poder computacional para resolver las múltiples opciones de reordenación.

La posibilidad de hacer un proyecto de ciencia ciudadana e implicar al público general en el análisis de datos genómicos ofrece una solución al problema del tiempo y los recursos, al tiempo que acerca la ciencia a la sociedad, uno de los objetivos del proyecto europeo ORION, que ha financiado Genigma. “Desde el punto de vista científico, este es un proyecto que se adapta muy bien a la Ciencia Ciudadana ya que el problema se puede partir en piezas muy pequeñas, donde los algoritmos nos dan resultados muy determinísticos y donde creemos que la gente nos da soluciones más ricas y diversas”, destaca Martí-Renom.

Cómo funciona Genigma: del laboratorio al videojuego

Genigma es un juego para teléfono móvil a través del cual los jugadores resuelven pequeños puzles en los que tienen que reordenar piezas para intentar conseguir la máxima puntuación posible.

En Genigma, la exploración genómica adquiere un diseño de misión espacial en el que las piezas con las que trabajan los jugadores son más que código generado para entretener. Los investigadores han utilizado herramientas bioinformáticas para crear representaciones tridimensionales de la información genética de las células de una línea de cáncer y han transformado los fragmentos reales del genoma en piezas de un juego virtual. Todas las piezas son únicas y tienen una relación de orden entre sí, vinculada a la posición en el genoma.

juego de móvil cáncer
Ejemplo de secuencia de piezas que los jugadores deben resolver. Imagen: Genigma.

La misión de los jugadores es encontrar el orden de las piezas a través de pequeños puzles. En cada uno de ellos se presenta al jugador una secuencia de piezas que debe ser ordenada para obtener la máxima puntuación posible. Además, los jugadores pertenecen a diferentes clanes y cada semana los equipos compiten contra otro para obtener la máxima puntuación en el puzle y ser quien aporte más datos a la ciencia.

Dentro de Genigma tienen especial interés los fragmentos Eureka. Estos fragmentos hacen referencia a las regiones del genoma en las que la solución propuesta por las personas que juegan es mejor que la propuesta por los algoritmos básicos. Las regiones Eureka coinciden normalmente con regiones alteradas en el genoma de cáncer por lo que resultan relevantes para la investigación científica.

Una ventaja de Genigma es que cualquiera puede colaborar, ya que no hace falta tener conocimientos de biología para jugar. El juego utiliza la inteligencia colectiva de sus jugadores para establecer soluciones de consenso en la ordenación de fragmentos del genoma. La solución que se tendrá en cuenta será la que consiga la puntuación máxima de muchas personas sobre la misma partida.

“La ciencia a menudo puede parecer inaccesible para la mayoría de las personas, por eso coger el teléfono para jugar a GENIGMA es tan emocionante”, ha señalado Oriol Ripoll, creativo en “Jocs al segon” y coordinador del equipo de diseño de Genigma. “No solo combina el atractivo y popularidad de los videojuegos para contribuir al avance de la investigación médica, sino que también aprenderás más sobre la ciencia”, indica el creativo.

 

Cada lunes, los jugadores dispondrán de nuevos fragmentos de genoma o piezas del juego introducidas por los investigadores. Imagen: Genigma

 

El presente y el futuro de Genigma

El lanzamiento de Genigma el pasado 27 de enero culmina más de dos años y medio de trabajo en el desarrollo del proyecto, en el que han participado tanto investigadores como profesores, diseñadores, estudiantes, periodistas, representantes de organizaciones de pacientes, y desarrolladores de juegos.

En la primera campaña de Genigma, que durará tres meses, las piezas del juego representan fragmentos de genoma derivados de experimentos de laboratorio realizados con la línea celular de cáncer de mama T47D, una de las más utilizadas en la investigación del cáncer. “Estas líneas celulares se usan en multitud de laboratorios en el mundo”, indica Martí-Renom. ”Son esenciales para hacer investigación en cáncer. Tener un genoma de referencia específico de estas líneas celulares puede tener un impacto en como estudiamos el cáncer usando estas líneas”.

Cada lunes, los jugadores dispondrán de nuevos fragmentos de genoma o piezas del juego introducidas por los investigadores. Por ejemplo, los primeros fragmentos corresponden al cromosoma 17 de la línea celular. Para reconstruir el genoma de referencia de T47D, los investigadores estiman que serán necesarios unos 30000 jugadores, que resuelvan de media unas 50 partidas. En su primera semana, el #genigmachallenge ha reunido a 5400 jugadores en un total de 28570 partidas y se ha analizado el 80% del cromosoma 17.

Pero Genigma no se limita a resolver el genoma de T47D. Los investigadores disponen de datos sobre conformación del genoma de otras líneas celulares de cáncer de ovarios, leucemia, osteosarcoma y cáncer cervical cuya información enviarán a Genigma cuando se complete el genoma de referencia de T47D.

Más información:

Genigma. https://genigma.app/es/blog/

Juega con el móvil para contribuir al avance de la investigación del cáncer. https://www.crg.eu/en/news/players-needed-solve-puzzles-and-help-advance-cancer-research#1

 

 

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