Un equipo multidisciplinar de científicos ha descubierto unas familias de proteínas en el cuerpo que podrían anticipar si los pacientes podrían rechazar un trasplante de órganos.
Liderada por la Universidad de Northwestern, en Illinois (EE.UU.), y realizada por veintiséis científicos de seis instituciones, la investigación abre la puerta a una nueva era de estudios de proteínas en células específicas mucho más precisos.
Hasta ahora, por la dificultad para amplificar las proteínas, los científicos solo han podido observar una pequeña fracción de la información sobre la estructura de estas moléculas, que son las principales responsables de las enfermedades humanas.
Describirlas y catalogarlas ayudaría a acelerar los descubrimientos sobre enfermedades y envejecimiento y a hacer diagnósticos y tratamientos más específicos.
Ese es el objetivo del Proyecto Proteoma Humano (PPH), una iniciativa que, como ya hizo el Proyecto Genoma Humano al secuenciar los genes del organismo, pretende descifrar el funcionamiento y el papel de todas las proteínas del cuerpo humano.
En un esfuerzo análogo, Neil Kelleher, coautor del estudio y director de la Facultad Northwestern Proteomics -un centro de excelencia dedicado al desarrollo de fármacos con métodos novedosos- está desarrollando el Blood Proteoform Atlas (BPA), y hoy ha publicado sus resultados en la revista Science.
Kelleher y su equipo han logrado describir más de 56.000 proteínas moleculares exactas (proteoformas) tal como aparecen en 21 tipos de células, esto es unas 10 veces más de estas estructuras que las que aparecieron en estudios anteriores similares.
“Estamos trabajando para hacer en proteínas el equivalente al Proyecto Genoma Humano”, comenta Kelleher.
Pero el reto es complicado. Cada gen humano tiene al menos de 15 a 20 formas únicas de proteínas procesadas y, dado que el cuerpo humano tiene unos 20.000 genes, nuestro organismo contiene millones de ellas creadas por variación, modificación o empalme genético.
El laboratorio de Kelleher usa espectrometría de masas y análisis de datos de última generación para identificar proteoformas en células y sangre de manera eficiente, manteniéndolas intactas y analizándolas “de arriba hacia abajo” en lugar de cortarlas en pedazos como se hace normalmente.
“Estamos empezando a ver su complejidad. En este estudio demostramos que hay medidas específicas de proteoformas, tipos de células y pacientes, lo que nos permite llegar a mejores biomarcadores”, apunta Kelleher.
Por su parte, Josh Levitsky, hepatólogo de trasplantes del Northwestern Medicine y coautor del estudio, estaba interesado en encontrar biomarcadores (sustancias en la sangre que indican el estado biológico de un paciente y que sirven para detectar enfermedades) que pudieran avanzar el rechazo en un trasplante.
Para hacer un trasplante, los médicos deben suprimir el sistema inmunitario con fármacos y monitorizar al paciente que ha recibido el hígado para detectar signos de rechazo, que a menudo suelen empezar después de que haya comenzado un episodio.
Si se tuviera un conocimiento específico de lo que está ocurre en el organismo del paciente a nivel molecular, se podría ayudar mucho al paciente, pero para eso hace falta tener biomarcadores específicos que alerten de la situación. Entonces Levitsky contactó con Kelleher y le propuso utilizar su atlas de proteínas, el BPA.
Con el BPA como mapa de referencia, el equipo tomó muestras de sangre de los participantes en uno de los estudios de recolección de biomarcadores de Levitsky.
Examinaron qué proteoformas parecían activarse en respuesta al trasplante e identificaron las que cambiaron en comparación con los pacientes que no sufrían rechazo.
A continuación, desarrollaron un panel de 24 proteoformas del estudio inicial y las analizaron en muestras de receptores de trasplantes de todo el país. Al compararlas, encontraron las mismas proteoformas encendidas que en el primer ensayo.
“Nuestra expectativa es poder usar este panel en el futuro para poder identificar a los pacientes que no tienen signos de rechazo frente a los que tienen evidencia muy temprana de rechazo”, detalla Levitsky.
“Si podemos detectar esto varias semanas antes de que ocurra el rechazo, podríamos modificar la inmunosupresión”, subraya.
Los autores creen que a medida que crezca la cantidad de tipos de células del atlas, también lo harán las posibles formas de usarlo y que, además de ampliar la comprensión de la biología humana, el BPA podría tener aplicaciones similares en los trastornos inmunitarios.
