Los equipos de proteómica a gran escala abren la vía a que las proteínas de los pacientes se conviertan en una nueva fuente de información para guiar el tratamiento, como ocurre ya con la información genética
Los tratamientos médicos se adaptan cada vez más a los rasgos genéticos de los y las pacientes, porque cada vez se sabe más sobre la relación entre genes y enfermedad. Ahora la medicina se dispone a aprovechar también otra gran fuente de información sobre el funcionamiento del cuerpo: la proteómica.
La proteómica analiza las proteínas presentes en las células y tejidos en un momento dado. Ha sido tradicionalmente una disciplina para investigación, pero el desarrollo de equipos más sensibles y rápidos está convirtiendo a la proteómica en una fuente de información también útil para tratar pacientes.
Uno de estos nuevos equipos de proteómica, un espectrómetro de masas Orbitrap ASTRAL, acaba de entrar en funcionamiento en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). “Es un paso más hacia la medicina personalizada y de precisión”, explica Marta Isasa, jefa de la Unidad de Proteómica del CNIO (Vídeo en Instagram).
Es un equipo mucho más sensible y rápido que los precedentes, lo que permite “hacer proteómica de gran escala”, dice Isasa. Y esta capacidad de analizar más y mejor abre la vía a que la información que aporta la proteómica pueda llegar a la clínica.
Por ejemplo la proteómica “permite seguir a los pacientes desde que son diagnosticados, para saber cómo responden al tratamiento. Y será posible entender por qué una misma terapia cura a unos pacientes y no a otros”, añade Isasa.
“La siguiente gran revolución”
Las proteínas son nuestros ladrillos y nuestras nanomáquinas, las biomoléculas que dan estructura al cuerpo y hacen que todo funcione. Son proteínas los anticuerpos, las hormonas, los neurotransmisores; la materia prima del tejido óseo, conectivo o muscular; las dianas moleculares sobre las que actúan los fármacos… Hay un millón de proteínas distintas en el cuerpo humano, y su estudio da información clave para la medicina.
“La proteómica es la siguiente gran revolución”, dice Isasa. La primera fue la genómica. Hace una década leer (o dicho técnicamente secuenciar) un genoma para extraer la información en los genes era un proceso sofisticado y caro, pero los avances en los equipos de secuenciación convirtieron el proceso en algo casi rutinario. En proteómica, el salto tecnológico está pasando ahora.
Llega la era de la proteómica. Infografía de Cireniasketches.
Los equipos de proteómica a gran escala abren la vía a que las proteínas de los y las pacientes se conviertan en una nueva fuente de información para guiar el tratamiento, como ocurre ya con la información genética.
En el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha empezado a funcionar el equipo de proteómica más avanzado actualmente disponible.
“Este equipo es un paso más hacia la medicina personalizada”, explica Marta Isasa, investigadora del CNIO. “La proteómica nos dice por qué una misma terapia cura a unos pacientes sí y a otros no”.
Los tratamientos médicos se adaptan cada vez más a los rasgos genéticos de los y las pacientes, porque cada vez se sabe más sobre la relación entre genes y enfermedad. Ahora la medicina se dispone a aprovechar también otra gran fuente de información sobre el funcionamiento del cuerpo: la proteómica.
La proteómica analiza las proteínas presentes en las células y tejidos en un momento dado. Ha sido tradicionalmente una disciplina para investigación, pero el desarrollo de equipos más sensibles y rápidos está convirtiendo a la proteómica en una fuente de información también útil para tratar pacientes.
Uno de estos nuevos equipos de proteómica, un espectrómetro de masas Orbitrap ASTRAL, acaba de entrar en funcionamiento en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). “Es un paso más hacia la medicina personalizada y de precisión”, explica Marta Isasa, jefa de la Unidad de Proteómica del CNIO (Vídeo en Instagram).
Es un equipo mucho más sensible y rápido que los precedentes, lo que permite “hacer proteómica de gran escala”, dice Isasa. Y esta capacidad de analizar más y mejor abre la vía a que la información que aporta la proteómica pueda llegar a la clínica.
Por ejemplo la proteómica “permite seguir a los pacientes desde que son diagnosticados, para saber cómo responden al tratamiento. Y será posible entender por qué una misma terapia cura a unos pacientes y no a otros”, añade Isasa.
“La siguiente gran revolución”
Las proteínas son nuestros ladrillos y nuestras nanomáquinas, las biomoléculas que dan estructura al cuerpo y hacen que todo funcione. Son proteínas los anticuerpos, las hormonas, los neurotransmisores; la materia prima del tejido óseo, conectivo o muscular; las dianas moleculares sobre las que actúan los fármacos… Hay un millón de proteínas distintas en el cuerpo humano, y su estudio da información clave para la medicina.
“La proteómica es la siguiente gran revolución”, dice Isasa. La primera fue la genómica. Hace una década leer (o dicho técnicamente secuenciar) un genoma para extraer la información en los genes era un proceso sofisticado y caro, pero los avances en los equipos de secuenciación convirtieron el proceso en algo casi rutinario. En proteómica, el salto tecnológico está pasando ahora.
Equipo Orbitrap Astral en la Unidad de Proteómica del CNIO . / Laura M Lombardía. CNIO
El nuevo Orbitrap ASTRAL de la Unidad de Proteómica del CNIO “es un cambio exponencial”, señala Isasa. “Antes, para alcanzar 10.000 proteínas cuantificadas necesitábamos casi dos días de tiempo de instrumento; ahora lo hacemos en una hora”.
Este tipo de equipos acercan la proteómica a los hospitales, “como una nueva herramienta para entender qué está pasando en el cuerpo, y así detectar enfermedades o buscar tratamientos. La proteómica será una herramienta clave en clínica”, asegura la investigadora del CNIO.
Del genoma al proteoma, el siguiente nivel
Completar el proteoma humano es difícil no solo porque hay muchas proteínas diferentes; también porque el número de proteínas presentes en el cuerpo en un momento dado cambia todo el rato.
“Algunas proteínas se fabrican y cumplen su función en minutos, después la célula las degrada y recicla sus componentes. Otras duran varios días. En una célula puede haber en un momento dado miles de proteínas, pero irán cambiando drásticamente según las necesidades, a lo largo del día”, explica Isasa.
Las órdenes para que el cuerpo fabrique sus proteínas proceden de los genes, en la molécula de ADN que está en el núcleo de cada célula. Durante décadas se creyó que cada gen ordenaba la producción de una única proteína, pero hace unos años emergió un misterio: el genoma humano tiene solo unos 25.000 genes, pero en nuestro cuerpo hay un millón de proteínas diferentes.
“Un mismo gen puede dar lugar a muchas proteínas diferentes”
¿Cómo encajar los números? Tras el desconcierto inicial se descubrió que el genoma es solo el primer nivel de complejidad en el código que describe un organismo. La información escrita en los genes no es suficiente para construir una persona; la manera en que esa información se traduce a proteínas añade otro nivel de complejidad, que también es necesario descifrar.
“Ahora sabemos que un mismo gen puede dar lugar a muchas proteínas diferentes”, explica Isasa. Y, además, “cada una de esas proteínas sufre modificaciones químicas después de ser fabricada, y esos cambios llamados modificaciones post traduccionales determinan la función y actividad de la proteína en cada momento”.
Por qué la proteómica es útil en medicina
La información contenida en los genes no basta para entender lo que ocurre en una célula. “Eso nos lo dice la proteómica”, añade Isasa, que estudia qué y cuántas proteínas hay en la muestra, si han sufrido cambios y/o si interaccionan con otras proteínas.
Las modificaciones e interacciones de las proteínas varían cuando hay enfermedades, o en respuesta a tratamientos. Las proteínas interactúan unas con otras según su forma, encajando como las piezas de un ‘tetris’ tridimensional. Por ejemplo, un fármaco solo es efectivo si encaja con su proteína diana.
Por eso la proteómica es esencial para validar y descubrir nuevas dianas farmacológicas, y para entender el mecanismo de acción de fármacos o de aparición de resistencias. “Las aplicaciones, tanto en biología básica como traslacional, son infinitas”, dice Isasa. Y hace un símil: “descifrando el genoma humano hemos descubierto el alfabeto de la vida; ahora, con la proteómica, podemos empezar a entender el lenguaje completo”.
