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PROYECTO DE PROTEOMA HUMANO
Definición
La proteómica, entendida como la disciplina científica que estudia los proteomas, es de vital importancia en la investigación en salud, ya que el conocimiento de las proteínas y moléculas efectoras de la función celular permitirá un mejor entendimiento de la fisiología humana.
Se describen los antecedentes y los conocimientos básicos del análisis proteómico basado en la espectrometría de masas y se comentan los usos de la proteómica en la búsqueda de biomarcadores para el diagnóstico y pronóstico de diferentes enfermedades, los avances en la comprensión de los trastornos crónicos y algunas enfermedades infecciosas.
El proteoma está formado con todas las proteínas que se expresan a partir del genoma de un organismo.
La proteómica es una rama de la genómica que estudia los proteomas, es decir, la identificación de las proteínas, el conocimiento de su estructura primaria (secuencia de a-a), la identificación de sus modificaciones postraduccionales, su localización y la cuantificación de la expresión proteica (proteómica cuantitativa).
Genoma humano
El genoma humano se conforma por alrededor de 25 000 genes, aunque sólo se conoce la función de unos 8 000.Sin embargo, puede anticiparse que el número de proteínas expresadas en el hombre puede variar de 50 000 a –500 000.
La diferencia entre el número de genes y el número de proteínas se debe a que los genes no expresan necesariamente una sola proteína; se sabe que por procesamiento alternativo de los transcritos de ARNm (maduración y empalme alternativo) se pueden generan diversas proteínas a partir de un gen único.
Herramienta de investigación
La principal herramienta de la investigación proteómica es la espectrometría de masas (EM), una tecnología que incluye la instrumentación (espectrómetros de masas), los métodos de adquisición y los softwares de análisis de datos.
Los espectrómetros de masas constan de tres componentes fundamentales: la fuente de ionización, el analizador de masas y el detector. De la combinación de estos tres elementos depende la sensibilidad, exactitud y nivel de confianza que se tiene en la identificación de una proteína.
La EM es una técnica analítica que mide la relación masa/carga de una molécula y se utiliza en la industria farmacéutica desde hace muchos años para la detección e identificación de moléculas pequeñas (menos 1 000 Da).
El método de ionización por electrodispersión (ESI, del inglés electrospray ionization) permite la ionización de moléculas a partir de una solución acuosa bajo la aplicación de alto voltaje, mientras que la ionización por MALDI (del inglés matrix laser assisted desorption/ionization) produce iones a través del bombardeo con rayos láser de muestras en estado sólido asistido por matrices cristalizables.
Aplicaciones de la proteómica en la salud pública
La genómica en salud pública es un campo emergente de investigación, que evalúa el impacto de los genes y su interacción con el comportamiento, la dieta y el ambiente sobre la salud de la población.
La genómica funcional, la investigación proteómica permite vislumbrar nuevas aplicaciones biomédicas y farmacéuticas.
La identificación de las proteínas que intervienen en las diversas etapas de una enfermedad ayudará a comprender las bases moleculares y la naturaleza de dicha anomalía; de igual modo, estas proteínas identificadas pueden utilizarse como biomarcadores de diagnóstico o pronóstico de la enfermedad.
Áreas en las que la proteómica tiene grandes impactos
Búsqueda de biomarcadores
Los biomarcadores son moléculas que sirven como indicadores del estado fisiológico y también de los cambios que se producen durante el proceso y que desembocan en el desarrollo y establecimiento de un padecimiento, y cuyos requisitos fundamentales son una elevada especificidad y sensibilidad.
Cáncer. Los diferentes tipos de cáncer son el resultado de una desregulación de los procesos de proliferación, diferenciación, muerte y migración celular, sucesos que de manera individual o en conjunto distan mucho de comprenderse.
Enfermedades crónicas
Obesidad. La prevalencia de la obesidad ha aumentando en grado considerable en los últimos 20 años. Los trastornos metabólicos ocasionados por la obesidad se vinculan con la resistencia a la insulina (periférica y hepática), la diabetes tipo 2 y los procesos inflamatorios, aunque aún no se conoce el mecanismo molecular que los relaciona.
UPR (unfolded protein response). La función de la UPR es contender el trastorno fisiológico que lo originó y lo realiza principalmente por tres vías.
A) Sobreexpresa chaperonas para favorecer el plegamiento de proteínas.
B) Incrementa la actividad del proteosoma para degradar proteínas mal plegadas
C) Disminuye la síntesis de proteínas para detener su acumulación en el RE. Si la célula no se recupera de los daños ocasionados por el estrés, se inician programas de muerte celular, que pueden ser apoptosis, autofagia o muerte citoplásmica
Enfermedades autoinmunitarias
Son de naturaleza compleja y no existe un tratamiento efectivo. Recientemente, Han y colaboradores analizaron a nivel proteómico diferentes lesiones cerebrales en necropsias de pacientes con esclerosis múltiple y encontraron dos proteínas relacionadas con la coagulación, un factor de tejido y un inhibidor de la proteína C.
Enfermedades infecciosas
Las interacciones entre el hospedero y el patógeno reflejan el equilibrio de los mecanismos de defensa de aquél y la virulencia de éste. Sin embargo, los mecanismos que el patógeno emplea para superar la reacción inmunitaria del hospedero y alterar otros procesos celulares se comprende en escasa medida.
Los virus como parásitos celulares obligatorios se adaptan o modulan el ambiente intracelular del hospedero durante su replicación y propagación. Los virus codifican proteínas multifuncionales que interactúan y modifican las proteínas de la célula hospedadora.
ELABORADO POR:
MARTHA MICHELLE CASTILLO FLORES
