La proteómica es aún un campo de investigación relativamente joven que observa más de cerca la totalidad de todas las proteínas (proteoma) e intenta averiguar qué proteínas existen en las células, qué funciones tienen y cómo interactúan. Todo nuestro cuerpo está formado por miles de proteínas diferentes. Y las enzimas , que también están formadas por proteínas, regulan importantes procesos metabólicos.
Con la ayuda de la proteómica, podemos crear una especie de enorme biblioteca en la que se clasifican y categorizan las proteínas. Esto nos proporciona una mejor comprensión de las relaciones en nuestro cuerpo y nos permite entender qué procesos se alteran en las enfermedades o cómo afectan los fármacos al organismo. En este artículo, te mostraremos qué es la proteómica, qué tiene que ver con la epigenética y cómo podemos utilizar esta técnica.
¿Qué es la proteómica?
La proteómica es el estudio y análisis exhaustivo del proteoma, es decir, la totalidad de todas las proteínas expresadas en una célula, tejido, organismo o sistema biológico específico en un momento dado. Se ocupa de la identificación, cuantificación, estructura, función e interacciones de las proteínas y sus cambios en diferentes condiciones.
A través del uso de tecnologías avanzadas, como la espectrometría de masas y las herramientas bioinformáticas, la proteómica pretende alcanzar una comprensión detallada del papel de las proteínas en los procesos biológicos y las enfermedades y, por tanto, contribuye significativamente al desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico, terapias y a la comprensión de los mecanismos de las enfermedades.
El proteoma como el armario de tu vida
Proteómica: ¿puede ser más comprensible?
Hay que reconocer que el complejo trasfondo de la proteómica no es fácil de explicar. En nuestro artículo sobre epigenética lo comparamos con los reguladores de volumen . Para la proteómica, podemos utilizar otra analogía: un armario.
Imagina que tu armario está lleno hasta los topes de diferentes prendas de vestir, cada una de las cuales cumple una función específica. Cada prenda de vestir representa una proteína de tu cuerpo, y la totalidad de todas las proteínas (o tu armario) se llama proteoma
Al igual que un armario, el proteoma puede ser diverso, con una amplia gama de proteínas responsables de diferentes funciones y procesos celulares. Algunas proteínas son como tus prendas favoritasque te pones a menudo y que desempeñan un papel importante en tu vida diaria. Aquí hablaríamos de proteínas esenciales .
Otras proteínas son como las prendas poco usadas o de temporada que sólo se necesitan para determinadas ocasiones.
El guardarropa de la vida
Al igual que usted organiza su armario en función de sus necesidades y elige prendas específicas que se adaptan a su estilo, su cuerpo regula la expresión y actividad de diferentes proteínas según las necesidades y condiciones. Este proceso se denomina proteómica y consiste en el estudio y análisis de todas las proteínas de una célula, tejido u organismo en un momento determinado.
Por ejemplo, cuando se hace ejercicio, el cuerpo puede producir proteínas que son importantes para la regeneración muscular y la construcción de nueva masa muscular. Estas proteínas se activan para cumplir los requisitos específicos de su entrenamiento. De forma parecida a cómo se elige la ropa deportiva para preparar una sesión de entrenamiento, el cuerpo elige determinadas proteínas para permitir las adaptaciones fisiológicas al ejercicio.
La proteómica nos permite estudiar la compleja interacción de las proteínas en los sistemas biológicos y comprender cómo responden a distintos factores ambientales, enfermedades o intervenciones terapéuticas. Analizando el proteoma, podemos conocer mejor el funcionamiento de las células y los tejidos y descubrir nuevas posibilidades de diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades. Siguiendo con la analogía, investigamos qué "prendas" se utilizan en qué situaciones de la vida.
¿Por qué utilizamos la proteómica?
La proteómica ofrece una especie de "visión en vivo" de la célula . Con la genética, hasta ahora "sólo" hemos podido visualizar los planos. La proteómica permite ahora obtener una nueva perspectiva. Podemos ver si las proteínas se modifican de nuevo después de la traducción, z.Bmediante fosforilación o glicosilación. Esto significa que obtenemos una visión más detallada de los procesos de la célula. Esto también permite a los investigadores investigar mejor las interacciones proteína-proteína y, por tanto, comprender mejor las complejas vías de señalización biológica.
¿Cuáles son las ventajas de la proteómica?
La proteómica es el siguiente paso hacia una medicina más personalizada. A través de los esfuerzos de investigación, en el futuro puede ser posible identificar mejor nuevos biomarcadores de enfermedades o moléculas diana terapéuticas. También podemos utilizar la proteómica para comprender mejor cómo afectan los fármacos al organismo.
La investigación aún está en pañales, pero ya hay algunos estudios muy interesantes en marcha. En este estudio se analizó a 36 personas con distintas afecciones antes y después del ejercicio. Los análisis fueron muy exhaustivos, desde análisis de sangre hasta análisis del proteoma y genéticos. Los investigadores descubrieron que algunas proteínas eran adecuadas como marcadores del rendimiento posterior en la prueba de resistencia. También descubrieron que las personas con resistencia a la insulina mostraron una respuesta alterada al ejercicio. Se necesita un poco más de investigación antes de que se puedan derivar enfoques de tratamiento precisos de esto, pero los resultados hasta ahora ya son extremadamente emocionantes.
¿Cómo se miden las proteínas?
Hay varios métodos para medir proteínas. Un espectrómetro de masas es de gran importancia para la proteómica. Pero, ¿cómo funciona un aparato de este tipo?
Un espectrómetro de masas es como una balanza sofisticada que clasifica partículas diminutas como proteínas o péptidos (fragmentos cortos de proteínas) en función de su peso. Imagina que tienes una bolsa con pelotas de distintos tamaños y quieres clasificarlas por tamaño. Un espectrómetro de masas hace básicamente lo mismo, sólo que con moléculas. Para que se haga una mejor idea del proceso que hay detrás, hemos resumido los distintos pasos de trabajo de la forma más sencilla posible:
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Paso 1: Preparación de la muestra
En primer lugar, se extraen las proteínas de una muestra celular o de tejido. Como las proteínas son demasiado grandes y complejas para ser analizadas directamente, se "descomponen" en partes más pequeñas llamadas péptidos mediante un proceso llamado digestión (similar al de comer).
Paso 2: Ionización
Los péptidos se introducen en el espectrómetro de masas, donde se ionizan. Esto significa que los péptidos se cargan eléctricamente, de forma similar a cuando se frotan globos contra el pelo y entonces se "pegan" a la pared.
Paso 3: Vuelo a través del espectrómetro de masas
Los péptidos cargados se envían a través del espectrómetro de masas. El aparato utiliza campos eléctricos para acelerar los péptidos. Cuanto más ligero es un péptido, más rápido se mueve a través del dispositivo. Es como hacer pasar pelotas de distintos tamaños por un túnel de viento; las más pequeñas vuelan más rápido que las grandes.
Paso 4: Detección
Al final del "vuelo", los péptidos llegan a un detector. El detector mide la velocidad de llegada de cada péptido, lo que indica su peso (más exactamente, la relación entre la masa y la carga). Esta información se muestra en un espectro que parece un diagrama de montaña, con picos que corresponden a los distintos péptidos.
Paso 5: Análisis de los datos
Los datos recogidos -el espectro de masas- se comparan con una base de datos que contiene información sobre péptidos y proteínas conocidos. Esta comparación permite a los científicos averiguar qué proteínas estaban presentes en la muestra y en qué cantidad .
Así que un espectrómetro de masas funciona como una balanza muy precisa que descompone las proteínas en trozos más pequeños, carga eléctricamente estos trozos, luego los hace volar a través de un dispositivo y mide la velocidad a la que se mueven. Esta información nos ayuda a comprender qué proteínas están presentes en una célula o tejido y cómo funcionan.
Conclusión sobre la proteómica
La proteómica es todavía un campo de investigación relativamente joven. Uno de los primeros artículos sobre este tema apareció en el año 2000 en la renombrada revista Lancet bajo el título: " Preotómica: nuevas perspectivas, nuevas oportunidades biomédicas ".
Desde entonces, han ocurrido muchas cosas en la investigación. Los métodos se han vuelto más sofisticados y baratos, lo que ha permitido investigar la proteómica a mayor escala. Con la ayuda de la inteligencia artificial (IA), la ciencia puede analizar mejor las enormes cantidades de datos y así descubrir nuevos biomarcadores o desarrollar nuevas terapias con la ayuda de la proteómica.
