Otro gran avance: mapa del Proteoma

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Si el año 2001 quedó marcado por la publicación del primer borrador del genoma humano, 13 años después, el año del Mundial de Brasil, de la décima para el Real Madrid se recordará

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OTRO GRAN AVANCE: EL MAPA DE LAS PROTEÍNAS HUMANAS

 

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Si el año 2001 quedó marcado por la publicación del primer borrador del genoma humano, 13 años después, el año del Mundial de Brasil, se recordará también por la aparición de los primeros borradores de las proteínas humanas. Un avance tecnológico extraordinario para la biomedicina. Se trata de identificar las piezas de la maquinaria celular, es decir, las proteínas humanas. Dos grupos diferentes, uno liderado por Akhiles Pandey, desde la Johns Hopkins en Baltimore (EEUU), y el otro dirigido por Bernhard Kuster, desde la Universidad Technische en Múnich (Alemania), han demostrado que ya es posible conocer el catálogo de todas las proteínas del cuerpo humano, denominado proteoma.
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El proteoma es una de las piezas más importantes del puzle porque las proteínas son las que realizan las funciones en las células. Estos dos artículos marcan un antes y un después, asegura Javier Muñoz, responsable de la Unidad de Proteómica del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). El análisis del proteoma humano ha sido un reto por la falta de financiación y de consenso sobre el enfoque a usar para caracterizar el proteoma. A eso se suma la complejidad, pues el proteoma es una imagen de un objeto en movimiento. Para poner nombre, lugar y peso a las proteínas humanas, los investigadores usaron la espectometría de masas, que mide y analisa la composición de millones de partículas.
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El equipo de Kuster incluye en un 40% análisis nuevos y en un 60% usa información ya existente en otras bases de datos. Por su parte, el grupo dirigido por Pandey realiza un análisis totalmente nuevo e independiente de 30 tejidos y células humanas, incluyendo tejido adulto, fetal y células hematopoyéticas. Aún asi, los resultados son similares: el grupo de Pandey identifica 17.294 proteínas y el alemán, 18.097. De ese total, el 75% de estas moléculas son proteínas de mantenimiento, como las citoesqueléticas, presentes en la pared celular. Algo que no sorprende a los científicos pero sí valoran. Otro resultado llamativo de estos estudios es la identificación de 193 proteínas nuevas que proceden de regiones del genoma que se pensaban que no codificaban proteínas.
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Este ha sido uno de los datos más sorprendentes para Pandey: "No nos lo esperábamos. Encontramos regiones que habían sido designadas como no codificantes y pseudogenes que vimos que no lo eran, es decir, que fabricaban proteínas. Esto sugiere que todavía no tenemos un conocimiento profundo de cómo funciona nuestro propio genoma y que podríamos aprender de estos datos no sesgados y reformular las reglas de la Biología definidas. También vimos proteínas que hasta ahora habían sido etiquetadas como hipotéticas y que tienen un patrón muy interesante de expresión, en órganos y células. Es importante destacar que el genoma sólo proporcionó una estimación de los genes, y ahora sabemos a ciencia cierta qué partes del genoma humano son verdaderamente código para las proteínas.
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Por otro lado, como se indica en el artículo de Pandey, las proteínas expresadas durante el desarrollo de testículos y ovarios pueden servir de potenciales marcadores para identificar el cáncer en diferentes linajes en el futuro. En dichos tejidos se producen células en estados de desarrollo, de diferenciación, más tempranos que en el resto de los tejidos y el cáncer es, a fin de cuentas, un proceso de des-diferenciación. Este tipo de inferencias, que pueden tener mayor o menor fiabilidad, son muy útiles para guiar y orientar el trabajo de los científicos y aumentar las probabilidades de éxito en trabajos futuros, argumenta Vázquez. Estos científicos ya han anunciado que toda la información obtenida con estos dos trabajos estará disponible para la comunidad científica, lo que tendrá impacto en el diseño de experimentos dirigidos al estudio de enfermedades.
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Estos datos rompen un vacío de conocimiento. España está encargada del cromosoma 16, donde se piensa que hay 140 proteínas desaparecidas. Y estos dos trabajos nos van a ayudar mucho para saber dónde buscar esas proteínas perdidas, explican. Los resultados serán presentados el próximo mes de octubre en el Congreso Mundial del Proteoma Humano que este año se realizará en Madrid. El conocimiento podría proporcionar una lista de posibles marcadores biológicos para detectar enfermedades derivadas de esos órganos, mediante pruebas simples como un análisis de sangre. Las compañías farmacéuticas podrán usar la ubicación de cada proteína para entender y explicar efectos secundarios. Tener un mapa de tejidos humanos normales facilitará su análisis cuando se vean afectados por enfermedades. Las funciones de aproximadamente la mitad de las proteínas humanas no se conocen realmente. Con este mapa, ahora sabemos dónde se encuentran y qué proteínas están restringidas a un órgano o tipo celular.
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Es la primera pieza del puzle. Estos dos trabajos, sientan la base del primer pilar de un puzle que además del proteoma requiere conocer el epigenoma, el metaboloma, el interactoma…", resume Muñoz. Esta información es potencialmente más relevante que la del genoma porque las proteínas son más importantes que los genes, ya que constituyen la maquinaria que hace funcionar realmente a la célula. Y además, el hecho de saber cómo identificarlas abre el camino a su identificación sistemática posterior en cualquier sistema biológico. Tenemos la intención de explotar los datos para identificar las modificaciones posteriores a la transducción y realizar un mapa de esas modificaciones.
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