PDF de programación - SISGENHIV Sistema Informático de Secuencias Genéticas de HIV

SISGEN­HIV ­  Sistema Informático de Secuencias 

Genéticas de HIV 

Paula Aulicino​1​, Agustina Bazzano​2​, Ignacio Saporiti​2​, German Biagioli​2​, Andrea 
Mangano​1​, Luisa Sen​1​, Susana Rodríguez​3​, Fernando Sanz​4​, Federico Raggi​4​, Rubén 

Aspres​4​,  Gustavo Carolo​4  

1​ Laboratorio de Biología Celular y Retrovirus, Hospital de Pediatría J.P. Garrahan 

{paulicino, amangano, lsen}​@garrahan.​gov.ar 

2​ Flux IT  

{​agustina.bazzano, ignacio.saporiti, 

german.biagioli}@fluxit.com.ar 
{​sprodriguez}​@garrahan.​gov.ar 

3​ Dirección Asociada de Docencia e Investigación, Hospital de Pediatría J.P. Garrahan 

4​ Gerencia de Sistemas, Hospital de Pediatría J.P. Garrahan 

{​fsanz, fraggi, raspres, gcarolo}​@garrahan.​gov.ar 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

Resumen. ​SISGEN­HIV es la primera herramienta bioinformática para el
 
análisis conjunto de datos clínicos y genéticos aplicada al ámbito hospitalario.
 
Fue construida por un equipo interdisciplinario de especialistas en biología
 
 
molecular y en informática, que tomaron el desafío de unir distintos
conocimientos y experiencias para mejorar la calidad del seguimiento de los
 
 
niños con HIV. 
Abstract. ​SISGEN­HIV is the first bioinformatics tool applied to the hospital
 
setting for joint analysis of clinical and genetic data. It was built by an
 
interdisciplinary team of specialists in molecular biology and computer science,
 
who took the challenge of joining different knowledge and experiences to
 
improve the quality of monitoring of children with HIV. 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1   Introducción 

 

 

 

 

 

 

La idea de SISGEN­HIV surgió en el Laboratorio de Biología Celular y Retrovirus
 
del Hospital Garrahan para el estudio de la infección por HIV­1, como respuesta a la
 
 
 
necesidad de registrar y almacenar datos genéticos y secuencias de ADN para su fácil
interpretación y vinculación a parámetros clínicos de evolución y tratamiento de los
 
pacientes en seguimiento infectológico en el Hospital Garrahan. 

   
 

 
 
 

   

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Es un ejemplo de construcción interdisciplinaria entre el lenguaje de la Biología
 

Molecular y la Informática que ayuda a mejorar la calidad de la atención en salud. 
 

En este trabajo se cuenta la experiencia del desarrollo de esta herramienta y los
 
factores que llevaron al éxito del proyecto, haciendo foco en la dinámica de
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CAIS 2015, 6º Congreso Argentino de Informática y Salud. 44 JAIIO - CAIS 2015 - ISSN: 2451-760712colaboración entre una entidad pública con una empresa privada para generar una
 
 
solución de vanguardia para  el tratamiento de HIV en niños. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El desarrollo de la herramienta fue realizado en forma conjunta entre los
 
investigadores del Laboratorio, los especialistas de Flux IT y el Servicio de Sistemas
 
del Hospital, con el apoyo de la Dirección Asociada de Docencia e Investigación. 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2   Problemática 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 
 

 
 
 

la respuesta inmune del
 

En el Laboratorio de Biología Celular y Retrovirus se estudia la infección por el
 
 
virus HIV en niños [1]. Una de las características del HIV es su alta tasa de mutación,
lo que genera una gran diversidad genética. Aún dentro del mismo individuo existen
 
 
miles de "cuasiespecies" virales que van evolucionando y acumulando mutaciones
para evadir
 
individuo y la acción de las drogas
 
 
antirretrovirales. 
 

 
Para estudiar los cambios en el genoma viral, se obtienen las secuencias de ADN
del HIV a partir de las muestras de sangre de los individuos infectados, que luego
 
 
deben ser interpretadas con programas de análisis específicos que traducen la
 
 
secuencia de ADN a secuencia de proteínas [2], o que aplican modelos evolutivos
para predecir el impacto de los cambios en la progresión de la enfermedad y la
 
respuesta a los tratamientos [3].  
 

Dado que las secuencias de ADN del HIV están compuestas únicamente por la
 
 
combinación de 4 letras (A, C, T, G) y pueden tener una longitud de hasta 9000
 
caracteres (este es el largo total del genoma del HIV), se requería un almacenamiento
en un formato adecuado (archivos .fas) y en forma disociada de los datos del
 
individuo que le dieron origen. Debido al número creciente de secuencias, a la
 
 
necesidad de almacenarlas de forma tal de lograr la fácil interpretación y asociarlas
con datos clínicos y bioquímicos disponibles en la historia clínica del paciente y con
 
 
otros datos genéticos y de laboratorio que podrían influir en la evolución de la
enfermedad, es que surge la necesidad de crear la herramienta bioinformática
 
SISGEN­HIV. 

 
 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La generación de datos genéticos en forma de secuencias de ADN, polimorfismos
 
de nucleótido simple (SNPs) o variaciones alélicas es un fenómeno cada vez más
 
 
frecuente en la medicina. Sin embargo, no se encontraba una manera práctica y útil de
 
almacenar estos datos en forma vinculada a los datos clínicos, de tratamiento y otros
 
 
que son registrados como parte de la historia clínica del paciente. 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Cabe aclarar que la información contenida en las secuencias de ADN es útil
 
únicamente luego de utilizar procesos de análisis que facilitan su interpretación, es
 
decir, se transforman los datos de las secuencias en información que luego con la
 
interpretación se convierten en conocimiento.  
 

Si bien existen diferentes herramientas en bases de datos genéticas internacionales
 
 
para el análisis de secuencias de ADN del virus HIV­1 y de polimorfismos presentes
 
 

 
 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CAIS 2015, 6º Congreso Argentino de Informática y Salud. 44 JAIIO - CAIS 2015 - ISSN: 2451-760713 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 
 

 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

en genes humanos relacionados con la inmunopatogenia de la infección viral, las
 
 
necesidades que se tenían en el laboratorio eran bien específicas. Se trataba no sólo de
 
almacenar y analizar
los datos genéticos en sí, sino también informatizar
 
 
puntualmente el proceso de trabajo de las doctoras en el laboratorio, que hasta el
 
 
 
momento gestionaban con planillas Excel y base Access (con sus limitaciones
asociadas). Dadas estas condiciones, se decidió hacer el desarrollo de un sistema a
 
 
medida, que permitiera además tener una fuerte comunicación con el sistema propio
 
del hospital y poder aprovechar los datos de la historia clínica informatizada de los
 
pacientes. 
 

Uno de los mayores usos que se le da a los datos obtenidos de la secuencia de ADN
 
del virus y de las consultas a bases de datos externas, es para realizar un estudio
 
 
genotípico de resistencia a los antirretrovirales. A partir de la secuencia y de acuerdo a
   
 
la información reportada en las bases de datos públicas [3], se determina si el HIV del
 
paciente posee mutaciones de resistencia a las drogas antirretrovirales, con el fin de
guiar la elección de los tratamientos en los pacientes infectados. Este informe es
 
 
complejo, porque además de requerir
la interpretación de las secuencias con
 
 
herramientas disponibles on­line, el reporte de las mutaciones observadas debe
hacerse manualmente en el sistema de resultados de laboratorios del Hospital
 
Garrahan, tarea no sólo tediosa, sino con riesgo de cometer errores durante el pasaje
 
manual. 

   
 

   
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3   Desafíos 

 

 

 

 

 

 

Más allá de los desafíos técnicos, uno de los mayores logros fue alcanzar un
 
 
entendimiento mutuo y generar la relación de confianza necesaria para lograr el éxito
del proyecto. La inserción de una empresa privada en una institución pública con
 
fuerte orientación científica no siempre es bien vista, posiblemente fundado en el
 
 
desconocimiento o en experiencias pasadas.  

 
 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 
 

 
 

Por el lado informático, la clave fue lograr entender, desde un punto de vista
 
 
biológico, las necesidades y la información que maneja el personal del laboratorio en
su trabajo diario y cómo funciona el hospital en torno al manejo de estos datos. Cómo
 
interactúan l