Nueva tecnología para el estudio del mecanismo molecular de enfermedades

La nueva tecnología, que se publicará en el número de julio en la revista 'Molecular & Cellular Proteomics' (similar en índice de importancia o impacto a la prestigiosa PNAS), mejorará 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. 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.


Los análisis de expresión global se pueden realizar mediante técnicas genómicas (chips de microarrays de DNA), con las cuales hoy en día es posible analizar la expresión de prácticamente todos los genes que codifican las proteínas de un organismo. Sin embargo, estos análisis son indirectos y no siempre reflejan el grado real de expresión de las proteínas. El problema es que el análisis directo de las proteínas es mucho más difícil de llevar a cabo desde el punto de vista técnico y ello ha limitado el desarrollo de la moderna Proteómica.

En las técnicas de proteómica convencional, las proteínas son extraídas de las células y separadas electroforéticamente por su tamaño y su carga en una matriz bidimensional, donde se detectan en forma de puntos; los cambios de expresión se determinan a partir de la intensidad de estos puntos. Sin embargo, este método es lento, poco sensible y difícil de automatizar.

En la técnica usada por el grupo de investigación del CBMSO, las proteínas se cortan en trozos más pequeños, o péptidos, los cuales se modifican con diferentes variantes de un mismo reactivo. Los péptidos procedentes de diferentes muestras se mezclan y se analizan conjuntamente utilizando una batería de métodos cromatográficos acoplados a un espectrómetro de masas. Este aparato identifica las proteínas de las que proceden los péptidos y al mismo tiempo compara sus concentraciones en diferentes muestras. La técnica permite detectar variaciones muy pequeñas en la concentración de proteínas de forma altamente específica.

Los investigadores del CBMSO han desarrollado un modelo matemático que permite detectar y compensar automáticamente las variaciones debidas a la reactividad natural de los péptidos, evitándose así la detección de falsos cambios de expresión, comunes en las técnicas convencionales. Además, el grupo ha puesto a punto un método de barrido que permite llevar a cabo este tipo de análisis sin necesidad de utilizar costosos equipos de altas prestaciones, los cuales son casi inexistentes en España.

El nuevo método permite el análisis de cambios de expresión de miles de proteínas, es más seguro y reproducible que los métodos actuales, permitiendo un alto grado de automatización, y requiere una infraestructura más sencilla.