Nuevos avances tecnológicos en Proteómica para el estudio del mecanismo molecular de enfermedades

Las nuevas técnicas, que se han publicado en dos artículos recientes en la prestigiosa revista Molecular & Cellular Proteomics (Molecular & cellular proteomics 7.6 (2008):1135-1145) (similar en índice de importancia o impacto a la conocida PNAS) mejorarán la identificación de biomarcadores para el diagnóstico y el estudio del mecanismo molecular de enfermedades.

Los investigadores pertenecen al laboratorio de Química de Proteínas y Proteómica dirigido por Jesús Vázquez en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO) de Madrid, centro mixto del CSIC y la UAM. Los resultados obtenidos por el grupo constituyen un avance tecnológico relevante en el campo de la Proteómica.

La Proteómica engloba un conjunto de metodologías orientadas al estudio sistemático de las proteínas, que son los componentes primordiales que regulan la maquinaria biológica. Los cambios experimentados por las células de un tejido, por la acción de factores naturales, drogas o fármacos o a causa de alguna patología, son consecuencia de cambios, más o menos sutiles, en la pauta de proteínas que producen las células en ese momento. El análisis de estos cambios está siendo cada vez más utilizado en la moderna biomedicina con fines diagnósticos y de pronóstico (biomarcadores), para el tratamiento individualizado de pacientes o para el estudio de mecanismos moleculares en el campo de la investigación básica.

Si bien estos cambios pueden analizarse de forma indirecta mediante técnicas genómicas (chips de microarrays de DNA), los resultados no siempre reflejan el grado real de expresión de las proteínas. El estudio directo de estas últimas produce datos mucho más fiables desde el punto de vista biomédico; sin embargo su análisis a escala global es considerablemente más complejo y presenta muchas dificultades tecnológicas.

Las estrategias más recientes extraen las proteínas de las células o tejidos y las cortan en fragmentos más pequeños, o péptidos, que son analizados por espectrometría de masas. Los espectros de masas obtenidos son procesados mediante complejos algoritmos matemáticos que permiten la identificación y cuantificación de las proteínas presentes en las muestras. Basándose en un modelo matemático de este proceso, los investigadores del CBMSO han elaborado un método que permite la identificación de las proteínas de forma mucho más robusta y eficiente. El método permite la automatización absoluta del proceso de identificación de proteínas con una tasa máxima de error que puede ser establecida a priori, obteniéndose así resultados completamente fiables.

En otro trabajo, los investigadores del mismo grupo han desarrollado un método para detectar específicamente cambios de expresión en proteínas entre dos muestras diferentes. El método utiliza un proceso de marcaje isotópico enzimático y un complejo algoritmo matemático que permite la cuantificación relativa de las proteínas a partir de los espectros de masas.

Conjuntamente, las dos técnicas permiten la identificación y cuantificación de miles de proteínas de forma rápida y eficiente y son aplicables al estudio de cualquier modelo biológico. Estas nuevas técnicas están siendo utilizadas por el equipo que las ha desarrollado en proyectos de relevancia biomédica tales como la identificación de nuevos ligandos de las células T del sistema inmune, el estudio del mecanismo molecular de la angiogénesis (crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en tumores), o el análisis de los mecanismos de protección del miocardio contra episodios de isquemia.