Info Clinic A

O. Coltell, M. Arregui, Z.Falomir, M. Arregui, A. Puig

1

La Bioinformática Clínica: aplicación en el ámbito de la sanidad

Óscar Coltella,1, María Arregui a,2, Zoe Falomir a,3, Miguel Arreguib, Anna Puig a,4

a: Grupo BioInfoGenómica, Laboratorio de Integración y Reingeniería de Sistemas

(IRIS). Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, Universitat Jaume I

Avda Vicent Sos Baynat, s/n. 12071-Castellón

1: (autor de contacto) Tel: 964 728314. e-mail: [email protected]. NIF: 18921284-N

2: Tel: 964 728340 e-mail: [email protected] NIF: 20249412-M

3: Tel: 964 728340 e-mail: [email protected] NIF: 20464666-W

4: Tel: 964 728340 e-mail: [email protected] NIF: 20249034-H

b: Rebholz Group (IRIS). European Bioinformatics Institute (EBI)

Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Cambridge, CB10 1SD (UK)

Tel: +44 1223 492 606. e-mail: [email protected]. NIF: 20247342-M

ISSN 0212-19721


2

La Bioinformática Clínica: aplicación en el ámbito de la sanidad

Resumen

Los últimos avances que se han producido en el conocimiento del genoma humano van

a tener en los próximos años un gran impacto en biomedicina y en Salud Pública. La

informática ha sido uno de los objetivos esenciales del Proyecto Genoma Humano,

debido a la gigantesca cantidad de datos que había que recoger, analizar, comparar,

interpretar y distribuir. En la actualidad, ya se aplican parte de estos avances en la

práctica asistencial, de forma que se obtienen datos genómicos como parte de la

información de la historia clínica electrónica. Esto provoca una serie de nuevos

problemas que demandan nuevos enfoques disciplinarios. Uno de ellos es la

Bioinformática Clínica, como la evolución de la Bioinformática en el ámbito sanitario,

pero incluyendo áreas de la Informática Médica y la Informática Biomédica. En este

trabajo se pretende caracterizar la nueva disciplina, tanto desde el punto de vista

funcional como profesional.


3

Clinic Bioinformatics: Application in the Health Framework

Abstract

The last advances produced in the human genome knowledge will have in next years a

big impact over biomedicine and Public Health. Computer science has been one of the

most essential objectives of the Human Genome Project because the need to acquire,

analyse, compare, interpret, and distribute the huge quantity of data. Currently, part of

that advances are applied in clinical practices, so that genomic data are obtained as

component of electronic medical registers. That situation causes a series of new

problems requiring new scientific approaches. One of them is Clinic Bioinformatics as a

evolution of Bioinformatics in the health framework, but including Medical Informatics

and Biomedical Informatics areas. In this work we pretend to characterise the new

discipline both from the functional point of view and professional.


4

1. Introducción

Son las 9:30 de la mañana de un día laborable cualquiera en un hospital de ámbito

regional-provincial. El equipo médico del Servicio de Oncología está desarrollando su

reunión habitual de coordinación y discusión de casos antes de emprender la consulta

diaria. Sin embargo, la de hoy no es una reunión cualquiera, puesto que van a recibir los

primeros informes del nuevo especialista clínico, incorporado dos meses antes, pero que

hasta la semana pasada no pudo tener a plena producción su área. Siempre hay uno o

dos trámites administrativos que no se efectúan a tiempo y da lugar a este tipo de

retrasos. Por mucho que avance la tecnología y la medicina, la administración tiene su

propia velocidad. Esto es un pensamiento común en parte de los asistentes. Otros,

mantienen cierto grado de escepticismo sobre la utilidad de los esperados informes.

Después de una pequeña alocución introductoria, el Jefe del Servicio da paso a la tan

esperada intervención.

−Bien −Exclama el moderador−. Creo que ha llegado la hora de escuchar los

comentarios de nuestro nuevo especialista. Para el que todavía ande un poco despistado

y, a pesar de cruzarse con él en los pasillos, o verlo en algunas de las reuniones, no se

haya enterado de lo que hace, hoy es una magnífica oportunidad de ponerse al día.

Escuchadle, por favor, con toda atención.

−Buenos días −Empieza así el turno del nuevo especialista−. A pesar de las dificultades

iniciales y los retrasos en la recepción de las piezas, los reactivos y los programas

necesarios, he conseguido, después de dos semanas de intenso trabajo, completar la

exploración bioinformática de la muestra de pacientes que os he pedido a cada uno de

vosotros. Antes de extender las pruebas al total de la lista de pacientes del servicio, es


5

necesario que me ayudéis a validar y comentar los resultados para evitar, sobre todo, el

dispendio de los reactivos. No hace falta recordar que éstos siguen siendo caros a pesar

de la espectacular bajada de costes de las técnicas de matrices de ADN.

Y el esfuerzo de análisis e interpretación −Le espeta uno de los asistentes. Uno de los

más convencidos de antemano.

− Sí. También el esfuerzo humano, porque la interpretación final no es automatizable

−Responde el nuevo−. Gracias. Volvamos a los hechos. He utilizado los dispositivos del

modelo HU-1234 de la casa (….) porque, según la norma ISO 15225:2000, son los más

adecuados para los casos clínicos prediagnosticados por vosotros. El modelo HU-1266,

pese a que en el catálogo se dice que tiene mayor espectro, no aplica con la misma

eficiencia que el otro algunos de los marcadores que nos interesan. Para el análisis de

las salidas he aplicado el protocolo MAGEstk 3656B y las técnicas y el formato según

norma ISO 21549-3:2004. Los resultados pormenorizados los tenéis en el enlace

“Muestra Piloto” de la Web del Servicio, debidamente cifrados con mi clave privada de

segundo nivel. Os recuerdo esto porque dicha información está clasificada en el

segundo nivel según la última revisión del Reglamento de Seguridad según ISO

22857:2004. −El orador se toma un respiro y así permite que sus colegas vuelvan a

resfrescar su observancia de las medidas de seguridad estándar para información clínica.

− Empiezo con el paciente (…) −Prosigue el bioinformático. −. El análisis multibanda

de SNP, código GA-DNA-0013 (ISO 21549-3:2004), no ha revelado ninguna evolución

mutagénica clara de los SNP target. Incluso tomando muestras del paciente de varios

años atrás. En cambio, en las muestras de hace tres meses se observa un cambio

generalizado en un corto periodo de tiempo. Para eliminar la sospecha de latencia, he


6

aplicado un Test GA-DNA-0034 con las rutas metabólicas, las redes de regulación de

esos genes y la versión GO-ONCOLOGICAL. Una comparativa cruzada con el historial

ambiental del paciente produce indicios, por no decir evidencia, de que la causa del

tumor es de origen externo. En la sección de factores e historial ambientales del

paciente, que podéis ver en vuestras pantallas, se relacionan los tipos de ataques

recibidos. El resto lo tenéis que decir vosotros……− El bioinformático hace una pausa

valorativa para que el resto de asistentes puedan asumir su parte de responsabilidad y

rematar el prediagnóstico del paciente……Y así va transcurriendo la reunión.

Esta escena puede haber ocurrido un día cualquiera en cualquier hospital. Pero también

puede haber sido tomada de una novela de “Medicina ficción”: los datos son precisos

pero los hechos son ficticios. Los autores creen que cualquiera de ambas opciones puede

ser correcta según el tiempo transcurrido antes de llegar a leer este documento.

En la época actual (según fecha de publicación) ya se están recogiendo los frutos del

Proyecto del Genoma Humano en forma de instrumentos, técnicas, protocolos e

información genómica y proteómica estandarizada (1). Todo ello es tan fácil de aplicar

en la práctica clínica como la tomografía axial computerizada, pero el coste unitario

impide todavía que se generalicen como servicios asistenciales en la sanidad pública

(2). También hay otras causas que contribuyen a ello, como, por ejemplo, la incapacidad

técnico-científica para procesar la ingente cantidad de información que se produce en

las técnicas de matrices de ADN, junto con otros tipos de información asociada a los

pacientes, que es preciso integrar para obtener una visión homogénea y consistente del

paciente (1; 2; 3).


7

Cuando se trata de gestionar información mediante tecnologías, como la que está

contenida en un historial clínico en formato electrónico, hay que tener en cuenta la

calidad de los procesos y técnicas y la seguridad y protección de la información (4; 5).

Si parte de la información proviene de instrumental científico, se debe observar también

la fiabilidad instrumental y la precisión de dicha información (6). Todo ello ha superado

la capacidad profesional del clínico. Es decir, que no se debe exigir a un especialista

médico que, además de su especialidad, domine las técnicas y las normas que regulan el

tratamiento de la información biomédica y de las historias clínicas electrónicas. En

lugar de pedir médicos con un perfil al estilo renacentista (saben de casi todo y dominan

casi de todo), resulta más racional formar equipos interdisciplinares. Aquí es donde

entra un nuevo perfil clínico como propuesta de los autores: el bioinformático clínico.

Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es el estudio del problema que se plantea con la

introducción de la información genómica de los pacientes en los registros médicos con

aplicación clínica y la presentación de las posibles soluciones en forma de nuevos

perfiles profesionales y clínicos.

En la sección 2 se describen las interacciones entre la Informática Médica y la

Bioinformática. En la sección 3 se trata de estudiar las implicaciones de la información

genómica en la Historia Clínica. En la sección 4 se presenta la Función Bioinformática

en la práctica clínica. Y en la sección 5 se presentan las conclusiones obtenidas.

2. La Informática Médica y la Bioinformática

Existe todavía una cierta confusión entre dos disciplinas que pueden coexistir

perfectamente compenetradas: La Informática Médica y la Bioinformática. Quizá la

confusión es debida a que la Bioinformática apenas ha traspasado hasta ahora la barrera


8

virtual que separa la investigación biomédica de la medicina clínica. En esta sección se

intenta despejar estas dudas sin pretender la composición de un tratado sobre ambas

disciplinas.

2.1. La Informática Médica

La Informática Médica es una disciplina dirigida al estudio, desarrollo e

implementación de estructuras y algoritmos para la mejora de la comunicación,

comprensión y manejo de la información médica. El objetivo final de esta disciplina es

la combinación de datos, conocimiento, y las herramientas necesarias para aplicar estos

datos y conocimientos en el proceso de toma de decisiones médicas. El énfasis en las

estructuras y algoritmos necesarios para manipular la información la diferencia de otras

disciplinas médicas donde el contenido de la información es lo primordial (7).

En la Informática Médica, existe una clara separación entre el especialista

informático frente al usuario, que es el médico clínico, o el administrativo, o el gestor, u

otros profesionales de la sanidad, incluso los pacientes. El informático tiene como

responsabilidades el diseño, la construcción, implantación gestión y mantenimiento de

las soluciones tecnológicas en los sistemas informáticos sanitarios, y también resuelve

las incidencias técnicas de cualquier tipo que surgen como consecuencia de la

utilización de las soluciones y los sistemas. En cambio, el usuario se limita a la

aplicación de las soluciones tecnológicas en su actividad clínica o administrativa, siendo

algunas veces generadores de incidencias. Esta disciplina es relativamente genérica y

extensa y está enfocada más hacia los aspectos de desarrollo, innovación y producción

(8; 9).


9

La Informática Médica debe responder a la necesidad de gestionar distintos

niveles de información sobre salud: repositorios de información molecular sobre causas

genéticas de las enfermedades, registros sobre las características y diferencias genéticas

entre los pacientes, datos personales de salud y la historia clínica virtual, fuentes de

información médica de interés, así como bases de datos sobre enfermedades con

información para la práctica, ensayos clínicos y bases de conocimiento sanitario

globales desagregables por niveles -regional, nacional o internacional- con información

poblacional, epidemiológica y relacionada con factores medioambientales, indicadores

de salud, etc. Estos niveles de información sanitaria encontrarán su nexo de unión en la

historia clínica electrónica.

2.2. La Bioinformática

Los últimos avances que se han producido en el conocimiento del genoma humano van

a tener en los próximos años un gran impacto en biomedicina y en Salud Pública (10).

Tal como describe Collins (1) en la publicación conmemorativa de la finalización del

Proyecto, la secuenciación del genoma humano tan sólo constituye los cimientos de un

edificio sobre el cual se tienen que levantar distintas alturas que suponen las distintas

aplicaciones de la información generada por el mismo en varios ámbitos con creciente

nivel de complejidad. El primer nivel del edificio sería la genómica para la biología, el

segundo nivel la genómica para la salud y el tercer nivel la genómica para la sociedad.

Seis pilares básicos soportan estos niveles, y son imprescindibles para la consecución de

los objetivos: financiación, desarrollo de nuevas tecnologías, avances en computación,

formación en estas nuevas tecnologías, educación y estudio de las implicaciones éticas,

legales y sociales de estos descubrimientos.


10

La informática ha sido uno de los objetivos esenciales del Proyecto Genoma

Humano, debido a la gigantesca cantidad de datos que había que recoger, analizar,

comparar, interpretar y distribuir. La informática aplicada a la biología presenta dos

subdisciplinas: la bioinformática en sentido estricto, que se puede definir como el

trabajo de investigación y desarrollo que se necesita como infraestructura de

información de la actual biología; y la biología computacional, que es la investigación

dependiente de computación dedicada a entender cuestiones biológicas básicas. Así el

término “bioinformática”, en sentido más amplio, comprende estos dos grandes

aspectos y se plantea la Bioinformática como la disciplina científica emergente que

utiliza tecnología de la información para organizar, analizar y distribuir información

biológica con la finalidad de responder preguntas complejas en biología (1).

Otros autores la definen como la disciplina científica que abarca todos los

aspectos de adquisición, proceso, almacenamiento, distribución, análisis e interpretación

de datos e información biológica por medio de métodos y herramientas informáticas

(11). De esta forma, la Bioinformática es la fuerza computacional para el análisis de las

cantidades masivas de datos que soportan descubrimientos en campos tales como

Genómica, Proteómica o Metabolómica (12). Y según el National Center for

Biotechnology Information, el fin último de esta disciplina es facilitar el descubrimiento

de nuevas ideas biológicas así como crear perspectivas globales a partir de las cuales se

puedan discernir principios unificadores en biología (13).

2.3. Implicaciones entre la Bioinformática y la Informática Médica

La Bioinformática y la Informática Médica son dos disciplinas que comparten

metodologías parecidas de ciencias de computación aplicadas incluyendo interacciones


11

humano-ordenador, algoritmos, razonamientos probabilísticas, diagnóstico, integración

de bases de datos, representación del conocimiento, búsqueda de información, análisis

de modelos estructurales tridimensionales y estudio de la organización y estructura de

bibliografía científica (14). En la medida que se engrana la información sobre los genes

con la información sobre las enfermedades, se asiste a una convergencia de ambas

disciplinas, que se refleja, en la introducción de datos genéticos en la historia clínica de

los pacientes o en nuevos sistemas de apoyo a la toma de decisiones para el diagnóstico

y la terapia, entre otras áreas (15).

Además, la Informática Médica también ha ido incorporando en los últimos años

una importante faceta investigadora (tratamiento de imágenes, diseño de medicamentos,

terapias asistidas, etc.) Ha adoptado con rapidez las tecnologías relacionadas con la Ge-

nómica y la Proteómica con el objetivo de potenciar la investigación clínica y

epidemiológica aplicadas (16) (17). Esto ha dado lugar a la aparición de una nueva

disciplina denominada Informática Biomédica, que se puede ver como la intersección

entre la Informática Médica y la Bioinformática. Se trata de un nuevo campo

interdisciplinario, en la interfase entre ciencias de la computación, matemáticas,

biología y medicina (18; 1; 2; 3).

De esta forma, la Informática Biomédica trata aspectos que no están cubiertos

por las otras disciplinas como diagnóstico genético, la integración de información

clínica, genética y medioambiental y el modelado, todo ello orientado a encontrar la

relación entre problemas clínicos y moleculares en el marco de la salud humana. En

España ya hay investigadores y académicos trabajando en esta disciplina, y hay que

destacar las iniciativas institucionales que han facilitado la creación y funcionamiento

de una red temática para la investigación y el desarrollo de la Informática Biomédica,


12

denominada INBIOMED (19), a la que están (o -algunos- han estado) adscritos los

autores.

3. El tratamiento de la información genómica en la historia clínica

La historia clínica es un repositorio de información histórica y presente de la salud de

un paciente. Dicha historia suele contener datos administrativos (identificación oficial,

nombre, domicilio, etc.), datos antropométricos (altura, peso, IMC, cintura-cadera, etc.),

analíticos (hemoglobina, colesterol, triglicéridos, marcadores tumorales, etc.), e

informes de distintas exploraciones radiológicas, ecografías, TAC, etc., junto con las

imágenes en sus soportes correspondientes. Los hospitales tienen salas o sótanos llenos

de este tipo de documentos, lo que ha obligado, desde hace bastantes años, a la

utilización de soportes electrónicos que almacenen la mayor parte de este tipo de datos.

Es decir, se ha pasado a la utilización ordinaria de la historia clínica electrónica (HCE)

que no es solamente una base de datos, sino el instrumento para apoyar y documentar

las decisiones médicas tomadas (20). Además, según Maojo et al. (12), la HCE

incorpora, entre otras cosas, resultados de investigación en estudios cognitivos de la

interacción médico-paciente, interfaces humanas, representación del conocimiento,

interoperabilidad del sistema y estándares de codificación.

Desde el momento en que se realizan análisis genómicos sobre las muestras de

ADN de los pacientes (genotipado y/o expresión génica), en la historia clínica se puede

incorporar una nueva familia de datos: los datos genéticos. Esta familia de datos puede

comprender, por ejemplo, ficheros con cadenas de ADN, ARN, imágenes de geles de

PCR (southern o northern blots), imágenes de escáner de matrices de ADN (a escalas

macro, micro y nano), resultados del análisis con BLAST de las cadenas anteriores, del


13

análisis de las salidas de matrices de ADN, etc. Por lo tanto, para todos los especialistas

que manejan información de la HCE se plantean algunos problemas interesantes. Esto

de aborda a continuación.

3.1. Una nueva disciplina importada desde la investigación

Entonces el problema que se plantea es el siguiente: ¿qué preparación es necesaria para

adquirir estos tipos de datos, incorporarlos a la HCE, y manejarlos adecuadamente de

forma que contribuyan a dibujar el perfil patológico del paciente? La respuesta no se

puede encontrar en la formación actual de los especialistas de los equipos médicos

hospitalarios, al menos en este país, aunque haya algunos de ellos que hayan llegado a

una formación específica que les faculta para diagnosticar con el apoyo de datos

genéticos. La respuesta, sin embargo, se puede encontrar en el ámbito de la

investigación: la Bioinformática.

Como se ha comentado en la sección anterior, la Bioinformática es una

disciplina que utiliza tecnología de la información para organizar, analizar y distribuir

información biológica con la finalidad de responder preguntas complejas en biología

(13). Sin embargo, este propósito es muy amplio puesto que implica a todo tipo de seres

vivos, desde virus a mamíferos complejos como los homínidos. Así, falta lanzar de una

forma generalizada y definitiva el desembarco de la Bioinformática en el ámbito de la

asistencia sanitaria como otra especialidad más en Salud (3). Es decir, lo que se ha

denominado Bioinformática Clínica (21).

Siguiendo la misma línea argumental, se puede afirmar por lo tanto que, a la

pregunta de: “¿quién puede estar facultado gestionar y aprovechar la información

genómica en la HCE?; se puede responder con toda seguridad: el bionformático clínico


14

(22). Las responsabilidades y funciones de este perfil se describirán en una sección

posterior. Pero antes, es necesario comentar algunos aspectos importantes de la

información genómica en el apartado siguiente.

3.2. Regulación del procesado de información genómica en la HCE

Según la Ley Orgánica 15/1999, Art. 7 (23), los datos de salud son datos especialmente

protegidos, que deben ser protegidos por medidas de nivel alto según el reglamento que

la desarrolla (24). Esto afecta principalmente a los datos que están contenidos en la

HCE, datos genómicos incluidos (4). También existe sensibilidad a escala autonómica

sobre el problema, con las respectivas promulgaciones legales: Ley 8/2001 (25), Ley

5/2002 (26), Ley 2/2004 (27). La Unión Europea también recoge la obligación de

proteger la información personal en la Directiva 95/46/CE (28), en la Carta de los

Derechos Fundamentales de la Unión Europea (29) y en el reciente Tratado por el que

se establece la Constitución Europea (30).

Es legalmente preceptivo, por tanto, establecer las políticas, medidas y

mecanismos necesarios para mantener la protección de la información genómica. Si

bien algunos de estos tipos de datos se almacenan en ficheros que están bajo la

responsabilidad y vigilancia de los administradores de seguridad de cada institución, la

mayor parte se escapan a su control. Estos son principalmente los producidos por la

instrumentación de análisis de laboratorio cuando se procesan muestras de pacientes

identificables.

Por otra parte, la información genómica debe tener un nivel de calidad y

precisión determinado, dada su contribución al diagnóstico clínico. Dichos niveles de

calidad solamente se pueden alcanzar si se aplican las normas técnicas correspondientes.


15

Por ejemplo, la familia ISO 11.000 Health care technology contiene todo un conjunto

de normas específicas que pueden aplicarse a la generación y tratamiento de la

información genómica y los sistemas de soporte: 11.020 Medical sciences and health

care facilities in general, including quality and environmental management in health

care technology IT application in health care technology (ISO 15225:2000 (31), ISO

21549-1:2004 a ISO 21549-3:2004 (32), ISO 22857:2004 (33), etc.); 11.100 Laboratory

medicine (11.100.01, 11.100.20, 11.100.30 y 11.100.99); y 11.140 Hospital equipment

(ISO 22609:2004). Con respecto a la Tecnología de la Información básica en

Bioinformática, la familia 35 Information technology. Office machines, también ofrece

otras normas a tener en cuenta: 35.020 Information technology (IT) in general,

including general aspects of IT equipment (ISO/IEC 2382-4:1999, ISO/IEC 2382-

8:1998, etc.); 35.040 Character sets and information coding, including coding of audio,

picture, multimedia and hypermedia information, IT security techniques, encryption,

bar coding, electronic signatures, etc. (ISO/IEC TR 15443-1:2005); 35.060 Languages

used in information technology (ISO/IEC 9075-1:2003, ISO/IEC TR 15581:2001);

35.080 Software, including software development, documentation, internet applications

and use (ISO/IEC 6592:2000, ISO/IEC 9126-1:2001); 35.200 Interface and

interconnection equipment (ISO 14915-1:2002); 35.220 Data storage devices

(35.220.20, 35.220.30); etc.

Otro aspecto a considerar es el cumplimiento de normas de calidad científica en

cuanto a presentación de la información genómica. Por ejemplo, la norma MIAME

(Minimum Information About a Microarray Experiment -www.mged.org/miame) define

la mínima información que debe aportarse sobre experimentos de micromatices de ADN

para evitar la interpretación y reproducción no ambiguas. MAGE (MicroArray and


16

Gene Expression - http://www.mged.org/Workgroups/MAGE/mage.html) consiste de

tres partes: un modelo de objectos (MAGE-OM), un formato de intercambio de

documentos (MAGE-ML), y herramientas de software (MAGE-stk) (34).

3.3. Beneficios y riesgos de la inclusión de información genómica en la HCE

Pese a que muchos de los 25.000 genes en el genoma humano todavía no están bien

localizados o caracterizados (18), se sabe que existen importantes evidencias acerca de

la modulación ambiental de la susceptibilidad genética. Entonces, para el conocimiento

de la enfermedad no sólo hay que estudiar el genoma, sino también conjuntamente los

factores ambientales a través de las interacciones gen*ambiente, es decir, la mutación

genética actuaría como causa necesaria pero no suficiente para causar la enfermedad

(35). El estudio de estas interacciones reviste un interés prioritario para la investigación

biomédica y para la salud pública, sobre todo en prevención (36). Si se llega a promover

una política de salud donde se establece la obligación de aportar (y

complementariamente se proporcionan los medios para ello) la información genómica

de cada paciente en su HCE, la aplicación de lo dicho anteriormente podría favorecer

espectacularmente la prevención en bastantes tipos de enfermedades multifactoriales, y

la detección precoz de las enfermedades monogénicas.

Por el contrario, la utilización negligente de la información genómica

almacenada en las HCE, el no salvaguardar la privacidad, o la inobservancia de las

mínimas normas de calidad en dicha información o en el uso y mantenimiento de la

instrumentación de análisis y gestión de la información genómica, puede provocar

serios perjuicios a los pacientes afectados, aparte de las consecuencias penales que

pueden acarrearse (4; 23). Por ejemplo, la pérdida del seguro de vida (20).


17

Este potencial uso inadecuado de los datos genéticos enfatiza la importancia de

desarrollar nuevas combinaciones de métodos de Informática Biomédica para asegurar

su confidencialidad sin desaprovechar oportunidades de aprender acerca de los

componentes genéticos de enfermedades a través de la agregación de datos

anonimizados (12).

Aunque el objetivo primordial de la historia clínica electrónica es el asistencial,

no pueden obviarse sus aspectos extraasistenciales cuando, además, se incluye la

información genómica (37): Investigación clínica, investigación epidemiológica,

docencia, controles de calidad asistencial, gestión clínica y planificación de recursos

asistenciales y validez jurídico-legal (Tabla 1).

3.4. El nicho médico de la Bioinformática Clínica

Tras la finalización oficial de Proyecto Genoma Humano en Abril de 2003 y la

obtención de la secuencia completa del ácido desoxirribonucleico (ADN) en los

cromosomas humanos, se ha obtenido paralelamente la identificación de la existencia de

variaciones genéticas (mutaciones y/o polimorfismos) en la secuencia de ADN y su

posible relación con la enfermedad. Cada día resulta más evidente que la mayoría de

enfermedades no responden a un determinismo genético (mutación genética como causa

suficiente para desarrollar la enfermedad) sino a un modelo de modulación ambiental,

en el que la mutación genética actuaría como causa necesaria pero no suficiente para

causar la enfermedad (35). De manera general, se puede definir la interacción

gen*ambiente como la existencia de un comportamiento ambiental que es capaz de

modular una susceptibilidad genética, modificando el riesgo inicial de enfermedad

conferido por la mutación genética. Estas interacciones ambientales pueden actuar


18

incrementando el riesgo conferido por la variante genética o disminuyendo el riesgo de

enfermedad.

De esta forma, se está concediendo una extraordinaria importancia a las

denominadas interacciones gen*ambiente en la etiología de las enfermedades. Las

interacciones gen*ambiente están presentes tanto en las enfermedades monogénicas

clásicas como en las poligénicas. Actualmente, las enfermedades más prevalentes son

las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Ambas responden a un esquema de

enfermedad poligénica en el que, además, existen múltiples factores ambientales

implicados que requieren del desarrollo de potentes herramientas informáticas para su

estudio integrado en la era postgenoma (38). En este modelo complejo de estudio, se

considera factor ambiental todo aquel factor que no es genético, e incluiría el consumo

de alimentos, el ejercicio, el consumo de tabaco, los fármacos, exposición a tóxicos

ambientales, etc.; mientras que el factor genético comprendería las variaciones en el

genoma.

La Bioinformática Clínica puede contribuir en el aspecto asistencial tratando de

identificar las interacciones gen*ambiente a escala individual, partiendo de la

información recogida en la HCE, aplicando técnicas e instrumentos de análisis de la

Bioinformática y llegando a resultados que pueden aumentar enormemente el grado de

precisión en el diagnóstico (39). No se pretende que esta disciplina proporcione

diagnósticos médicos, sino que sea un fuerte apoyo para los especialistas médicos en la

toma de decisiones médicas. Una de las variantes de este tipo de prácticas médicas se

denomina “Medicina Molecular” y puede proporcionar los siguientes beneficios (40):


19

• Diagnósticos más precisos, incluyendo tests genéticos que podrían ser realizados en

el lugar de atención para descubrir causas de enfermedades o predecir posibles

complicaciones futuras.

• Medicinas personalizadas de acción más específica maximizando así su eficiencia y

minimizando inconvenientes (por ejemplo, resistencia de las bacterias a medicinas).

• Métodos terapéuticos que actúen directamente en el código genético. La terapia

génica tiene el potencial de corregir mutaciones y minimizar enfermedades

hereditarias.

La generalización de la medicina molecular requiere un mayor intercambio de

conocimiento entre los dominios clínico y biológico, ya que, mientras que el primero

tiene un profundo conocimiento de los fenotipos, el otro tiene la práctica y las

herramientas para analizar genotipos. Asimismo también se hace imprescindible el

engranaje entre la Informática Biomédica y la Bioinformática Clínica para potenciar los

enfoques de la medicina personalizada. La información de los pacientes, de las

enfermedades, prácticas clínicas, secuencias genéticas, proteínas, etc., debe ser

accesible a los médicos y más aún, debe ser integrada (41) en la historia clínica

electrónica para la mejora de la atención al paciente y el aumento de comunicación e

intercambio de datos entre los profesionales de la salud (42; 43). Otra consecuencia

fuera del ámbito médico es el mantenimiento de la competitividad del sistema sanitario,

tanto paliativo como preventivo.

4. La Función Bioinformática en la práctica clínica

La Bioinformática Clínica se puede ver, a fin de cuentas, como una función más en la

compleja estructura funcional de la asistencia sanitaria y de la salud pública y, en


20

particular, de la organización hospitalaria (44; 45). Por ejemplo, proporcionando

servicios como el laboratorio de análisis clínicos, Radiología, etc.; pero también

formando parte de los núcleos de decisión en la práctica clínica diaria. Como tal

función, debe presentar unos objetivos y responsabilidades, se le deben asignar unos

recursos y tiene que desarrollarse por medio de procesos.

4.1. Caracterización funcional de la Bioinformática Clínica

Los objetivos de la Bioinformática Clínica deben plantearse en términos de conseguir la

adquisición, proceso, almacenamiento, distribución, análisis e interpretación de datos e

información biológica de pacientes por medio de métodos y herramientas informáticas

en los ámbitos de la medicina paliativa y la preventiva. Esta información biológica

residirá principalmente en la historia clínica electrónica de cada paciente.

Las responsabilidades de esta disciplina se pueden agrupar en dos grandes

categorías: proporcionar servicios y asistir en la decisión médica. Los servicios que

puede proporcionar la Bioinformática Clínica están relacionados, naturalmente, con el

procesado de la información genómica y proteómica que se extrae de las muestras

biológicas de los pacientes. Por ejemplo, cuando se aísla el ADN de una muestra de

sangre de un paciente, la instrumentación de laboratorio puede generar datos de

expresión génica (unos genes se expresan, otros no) o de genotipado (se obtienen las

secuencias de ese ADN). El tratamiento en los dos casos está bastante diferenciado: en

el primero se detecta la presencia de mutaciones asociadas a patologías; y en el segundo

caso se buscan nuevas mutaciones ante la presencia de una patología determinada. Esta

es la visión horizontal de la disciplina en la organización de las instituciones

asistenciales.


21

La asistencia en la decisión médica consiste en aportar cuanta más información

elaborada sea posible de forma que se pueda reducir al máximo el nivel de

incertidumbre. Esta información elaborada suele ser el resultado de los análisis

bioinformáticos (y estadísticos) de los datos proporcionados por los servicios

mencionados anteriormente. También debe considerarse en el futuro que la

Bioinformática Clínica entre a formar parte de los equipos médicos de los servicios

hospitalarios. Esta es la visión vertical de la disciplina en la organización de las

instituciones asistenciales.

Los recursos de que debe disponer la Bioinformática Clínica son los habituales

en la Bioinformática y se agrupan en las categorías siguientes: enfoques científicos,

técnicas, tecnología de información (software, hardware, etc.), tecnología de análisis de

laboratorio (instrumentación, reactivos y materiales de soporte para el análisis), y

normas de calidad y seguridad. Los enfoques científicos comprenden las distintas

visiones teóricas y metodológicas para resolver los problemas de adquisición, análisis e

interpretación de datos y resultados respectivamente. Las técnicas representan los

algoritmos informáticos y las técnicas de laboratorio necesarias para llevar a cabo los

procesos bioinformáticos. La tecnología informática y la de laboratorio incluyen todo

tipo de software, hardware, instrumentos de biología molecular, reactivos, etc.,

necesarios para adquirir, procesar, almacenar, distribuir, analizar e interpretar los datos

biológicos del paciente. Y las normas de calidad y seguridad forman el cuerpo

normativo legal y técnico para que la información gestionada por la Bioinformática

Clínica tenga un nivel mínimo de calidad, seguridad y protección.

Los procesos de la Bioinformática Clínica serán muchos y muy diversos pero

siempre supeditados a la estructura de servicios y/o de toma de decisiones. La


22

descripción detallada de la Función de Bioinformática Clínica, procediendo a un

desglose en otras funciones más concretas en sucesivos niveles, dará lugar a la

identificación de los procesos mencionados.

4.2. Caracterización profesional de la Bioinformática Clínica

La Función de la Bioinformática Clínica y los procesos que la desarrollan no son nada si

no hay personas detrás que asuman las responsabilidades y el desempeño de las tareas

efectivas. Por lo tanto, hay que definir los perfiles profesionales correspondientes a

dichas responsabilidades y tareas. En el ámbito de las instituciones asistenciales de

salud (no se entra a debatir el problema en las instituciones gerenciales porque

corresponde a un enfoque distinto al de este trabajo) como, por ejemplo, centros de

salud y hospitales, se podrían distinguir los siguientes perfiles: Bioinformática Clínica

de Laboratorio (BCL), Bioinformática Clínica Asistencial (BCA), y Bioinformática

Clínica de Control (BCC). El perfil BCL debería asumir las responsabilidades y tareas

inherentes al trabajo de laboratorio, donde no hay contacto directo con el paciente. El

perfil BCA correspondería al enfoque organizativo vertical, como parte del equipo

médico y teniendo contacto con los pacientes. Y el perfil BCC se ocuparía

principalmente del control, vigilancia y supervisión de las buenas prácticas en la

Bioinformática Clínica con respecto a las normas de calidad, técnicas y de protección y

seguridad de la información bioinformática en general y el la HCE en particular.

Esta propuesta de perfiles pretende ser un punto de partida para la discusión del

futuro profesional y organizativo de esta disciplina, y no un documento de medidas

organizativas. Se entiende además, por cuestiones presupuestarias y organizativas, que

no siempre sería posible incorporar personas en todos los perfiles planteados, de forma


23

que algunas responsabilidades estarían asumidas por la misma persona. Lo cierto es que

ya se practica la Bioinformática Clínica en los hospitales y, si embargo, no se dispone

(todavía) de los recursos humanos, metodológicos y materiales necesarios para

desarrollar plenamente la disciplina en el ámbito clínico. En esto, el futuro no se va a

proyectar en años, sino en meses.

5. Conclusiones

La incorporación de la información genómica en la historia clínica de los pacientes

genera nuevos problemas de tratamiento de datos y demanda nuevas soluciones. En este

trabajo se ha constatado el nacimiento de una nueva disciplina que tendrá gran fuerza en

un futuro muy próximo: la Bioinformática Clínica. Esta disciplina aborda los problemas

mencionados que se clasifican en problemas de adquisición, tratamiento, análisis e

interpretación, presentación, calidad y seguridad y protección de los datos genómicos;

sea en el marco de la historia clínica electrónica o fuera de ella.

Las soluciones que debe proponer la Bioinformática Clínica se pueden basar en

las que ya ofrecen la Bioinformática, la Informática Médica y la Informática Biomédica,

como los tres pilares fundamentales de la nueva disciplina. Dichas soluciones deben

supeditarse al marco legal, en cuanto a que la información genómica de los pacientes

que manejan es información de salud y, por tanto, de especial protección según

directivas europeas, y leyes y reglamentos estatales y autonómicos. Por otra parte, las

soluciones deben ofrecer unos niveles de calidad aplicando la normativa técnica al uso,

principalmente normas ISO de las familias 11.000 y 35.000.

Finalmente, desde el punto de vista organizativo y funcional, se ha definido el

concepto de Función de Bioinformática Clínica, con sus propios objetivos,


24

responsabilidades, recursos, procesos y perfiles profesionales. Se han propuesto algunos

perfiles profesionales en esta disciplina como punto de partida para el debate, ya que la

incidencia de la Bioinformática Clínica en las instituciones asistenciales todavía es

incipiente. Pero se trata de esperar un tiempo que mejor se podría medir en meses.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por la red temática “INBIOMED. Plataforma de

almacenamiento, integración y análisis de datos clínicos, genéticos, epidemiológicos e

imágenes orientada a la investigación sobre patologías” (G60/160), financiada por el

Instituto de Salud “Carlos III” - Fondo de Investigaciones Sanitarias del Ministerio de

Sanidad y Consumo de España. Además, otra fuente complementaria de financiación ha

sido aportada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de España a través de un

proyecto de I+D (DPI2003-02515).

6. Bibliografía

01. Collins FS, Green ED, Guttmacher AE, Guyer MS; US National Human Genome

Research Institute. A vision for the future of genomics research.Nature.

2003:422:835-47.

02. Martin-Sanchez F, Iakovidis I, Norager S, Maojo V, de Groen P, Van der Lei J,

Jones T, Abraham-Fuchs K, Apweiler R, Babic A, Baud R, Breton V, Cinquin P,

Doupi P, Dugas M, Eils R, Engelbrecht R, Ghazal P, Jehenson P, Kulikowski C,

Lampe K, De Moor G, Orphanoudakis S, Rossing N, Sarachan B, Sousa A,

Spekowius G, Thireos G, Zahlmann G, Zvarova J, Hermosilla I, Vicente FJ.

Synergy between medical informatics and bioinformatics: facilitating genomic

medicine for future health care. J Biomed Inform. 2004:37:30-42.


25

03. Maojo V, Martin-Sanchez F. Bioinformatics: towards new directions for public

health.Methods. Inf Med. 2004:43:208-14.

04. Rogers J, Rector A, Taweel A, Ingram D, Kalra D, Gaizauskas R, Hepple M, Milan

J, Power R, Scott D, Singleton P. Joining Up Health and BioInformatics: Removing

the Barriers. Medinfo. 2004;2004(CD):1835.

05. Coltell O. Integración de la Bioinformática en la Investigación Genómica

Cardiovascular: Aplicaciones en el Framingham Heart Study. Tesis doctoral.

Universitat Jaume I. Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, 2004.

06. White CN, Chan DW, Zhang Z. Bioinformatics strategies for proteomic profiling.

Clin Biochem. 2004 Jul;37(7):636-41.

07. Zakaria A. http://www.hispamed.org/dossiers/informatica/preguntas250400.html.

08. Van Bemmel J.H., Musen M.A.(eds.) Hadbook of Medical Informatics. Springer-

Verlag, Heidelbeg, 1997.

09. Sackman H. Biomedical Information Technology. Global Social Responsibilities for

the Democratic Age. Academic Press, San Diego, CA (USA), 1997.

10. Collins FS, McKusick VA. Implications of the Human Genome Project for medical

science. JAMA. 2001:285:540-4.

11. Martín F. Bioinformatics and Health: Impacts of the Human Genome Project on

Health Informatics. UPGRADE; Vol. (2) 2001: 36-42.

12. Maojo V., Kilikowski C. Bioinformatics and Medical Informatics: Collaborations

on the Road to Genomic Medicine? JAMIA; Vol (10) 2003: 515-522.


26

13. National Center for Biotechnology Information (NCBI) Home Page.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/. A Science Primer.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/bioinformatics.html. Acceso 20 abril

2005.

14. Altman R. Bioinformatics in support of molecular medicine. AMIA Symp; (1998)

53-61.

15. Cañedo R., Arencibia R. Bioinformática: en busca de los secretos moleculares de la

vida. Acimed; 2004; 12 (6).

16. Jones R.L. "The Internet and Healthcare Information Systems: How Safe Will Pa-

tient Data Be?". IS Audit & Control Journal, I; 1998: 25-30.

17. Roberts R. “Bioinformatics Analysis of Gene Banks Provides a Treasure Trove for

the Functional Genomist”. J. Mol. Cell. Cardiol.; 32; 2000: 1917-1919.

18. Guttmacher AE, Collins FS. Welcome to the genomic era. N Engl J Med.

2003:349:996-8.

19. INBIOMED. INBIOMED. Plataforma de almacenamiento, integración y análisis de

datos clínicos, genéticos, epidemiológicos e imágenes orientada a la investigación

sobre patologías”. http://www.inbiomed.retics.net/. Acceso en 23-04-2005.

20. Kun L. Telehealth and the global health network in the 21st century. From homecare

to public health informatics. Computer Methods and Programs in Biomedicine; Vol

(64) 2001: 155–167.

21. Knaup P, Ammenwerth E, Brandner R, Brigl B, Fischer G, Garde S, Lang E,

Pilgram R, Ruderich F, Singer R, Wolff AC, Haux R, Kulikowski C. Towards


27

clinical bioinformatics: advancing genomic medicine with informatics methods and

tools. Methods Inf Med. 2004:43(3):302-7.

22. Krieg RC, Paweletz CP, Liotta LA, Petricoin EF 3rd. Clinical proteomics for cancer

biomarker discovery and therapeutic targeting. Technol Cancer Res Treat. 2002

Aug;1(4):263-72.

23. Ley Orgánica 15/1999, de 13 de diciembre, de Protección de Datos de Carácter

Personal. https://www.agpd.es/upload/Canal_Documentacion/legislacion/Estatal/

Ley%2015_99.pdf.

24. Real Decreto 994/1999, de 11 de junio, por el que se aprueba el Reglamento de

Medidas de Seguridad de los ficheros automatizados que contengan datos de

carácter personal.

https://www.agpd.es/upload/Canal_Documentacion/legislacion/Estatal/A.8%29%20

Real%20Decreto%20994-1999.pdf.

25. Ley 8/2001 (CAM), de 13 de julio, de Protección de Datos de Carácter Personal en

la Comunidad de Madrid.

26. Ley 5/2002 (Comunidad Autónoma de Cataluña), de 19 de abril, de la Agencia

Catalana de Protección de Datos.

27. Ley 2/2004, de 25 de febrero, de Ficheros de Datos de Carácter Personal de

Titularidad Pública y de Creación de la Agencia Vasca de Protección de Datos.

28. Directiva 95/46/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 24 de octubre de 1995

relativa a la protección de las personas físicas en lo que respecta al tratamiento de

datos personales y a la libre circulación de estos datos.

https://www.agpd.es/upload/B.4%29%20Directiva%2095-46-CE.pdf.


28

29. Carta de los Derechos Fundamentales de la Unión Europea, de 7 de diciembre de

2000.

https://www.agpd.es/upload/B.1)%20Carta%20de%20los%20Derechos%20Fundam

entales.pdf.

30. Tratado por el que se establece la Constitución Europea. Bruselas, 13 de octubre de

2004. https://www.agpd.es/upload/ce.pdf.

31. ISO 15225:2000 (ISO 15225:2000/Amd 1:2004). Nomenclature -- Specification for

a nomenclature system for medical devices for the purpose of regulatory data

exchange.

http://www.iso.org/iso/en/CatalogueDetailPage.CatalogueDetail?CSNUMBER=264

95&ICS1=35&ICS2=240&ICS3=80&scopelist=. Acceso 20 de abil de 2005.

32. ISO 21549-3:2004. Health informatics -- Patient healthcard data -- Part 3: Limited

clinical data.


00&ICS1=35&ICS2=240&ICS3=80&scopelist=. Acceso 20 de abril de 2005.

33. ISO 22857:2004. Health informatics -- Guidelines on data protection to facilitate

trans-border flows of personal health information.


22&ICS1=35&ICS2=240&ICS3=80&scopelist=. Acceso 20 de arbil de 2005.

34. MAGEstk. MAGE Software Toolkit.

http://www.mged.org/Workgroups/MAGE/magestk.html. Acceso 20 de abril de

2005.


29

35. Tiret L. Gene-environment interaction: a central concept in multifactorial diseases.

Proc Nutr Soc. 2002:61:457-63.

36. Merikangas KR, Risch N. Genomic priorities and public health. Science.

2003:302(5645):599-601.

37. Falagán J.A., Nogueira J. La información clínica y de salud. Informes SEIS Nº 5. De

la historia clínica a la historia de salud electrónica. SEIS, Sociedad Española de

Informática de la Salud, Pamplona, 2003.

38. Vineis P, Schulte PA, Carreon T, Bailer AJ, Medvedovic M. Issues of design and

analysis in studies of gene-environment interactions. IARC Sci Publ. 2004:417-35.

39. Kohane I. Bioinformatics and Clinical Informatics: The Imperative to Collaborate.

Journal of the American Medical Informatics Association; Vol (7) 2000: 512–516.

40. Kim J.H. Bioinformatics and genomic medicine. Genetics IN Medicine; Vol. (4)

2002: 62-65.

41. Oliveira I., Oliveira J.L., Santos M., Martín F., Sousa A. On the requirements of

biomedical information tools for health applications: the INFOGENMED case

study. Presentación en el Congreso Portugues BIOENG VII, Abril 2003.

42. Ford J.H. II, Turner A., Yoshii A. Information Requirements of Genomics

Researchers from the Patient Clinical Record. Journal of Healthcare Information

Management; Vol. (16) 2002: 56-61.

43. Rind D., Kohane I., Szolovits P., Safran C, Henry C., Barnett O. Maintaining the

Confidentiality of Medical Records Shared over the Internet and the World Wide

Web. Annals of Internal Medicine; Vol (127) 1997: 138-141.


30

44. Miller P. Opportunities at the Intersection of Bioinformatics and Health Informatics:

A Case Study. Journal of the American Medical Informatics Association; Vol (7)

2000: 431-438.

45. Fontoura L. Bioinformatics: perspectives for the future. Genet. Mol. Res.; Vol (4)

2004: 564-574.


31

Tabla 1. Contribuciones extra-asistenciales de la historia clínica electrónica

Investigación clínica Establece los mecanismos precisos para localizar las historias

clínicas que pertenecen a una determinada patología, o a un

determinado tratamiento y como fuente de conocimiento de la

propia actividad clínica. Se utiliza en el desarrollo de bases de

datos de investigación y conocimiento médico.

Investigación

epidemiológica

Cuando se conocen los indicadores poblacionales adecuados

que complementan la investigación clínica.

Docencia Cuando en cada historia clínica se refleja exactamente cuál es

el modo correcto de tratar cada caso clínico, explicando

razonadamente las decisiones exploratorias y terapéuticas que

se toman.

Controles de calidad

asistencial

Las historias clínicas sirven para la evaluación de los objetivos

científicos-técnicos.

Gestión clínica y

planificación de

recursos asistenciales

Sirve para la gestión clínica, la evaluación de la utilización de

los recursos sanitarios disponibles y la planificación de futuras

inversiones.

Validez jurídico-legal Es el testimonio documental de la asistencia prestada.

Info Clinic A

Documents

Transcript of Info Clinic A

Clinic porteros 2012

Clinicseo, clinic seo

Clinic Cloud

A Guide to the Mayo Clinic Care Network

Clinic Story

Histori as Clinic as Obstetric i a 2015

Sind Rome Depres Iva Clinic A

Historia Clinic a Colgate

Sarcoidosis, clinic case

clinic presentacion.pdf

The Clinic 405

Cas clinic granollers

The Clinic - repositorio.uchile.cl

Forum Clinic Barcelona

Clinic Rugby 4 Her

Ecophon Hygiene Clinic™ A Clinic A C1-PRODUCT-ES.pdf · Ejemplos de aplicaciones: ... Prestaciones de Producto (DoP). Diagrama De instalación (m338) para ecophon hygiene clinic

Guia Clinic Aint Psi Co Logic A

Clinic seo enero 2015

Clinic portugalete carlos inarejos

APUNTES Quimico Clinic