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ProteoRed. La proteómica en la investigación biomédica

Fernando J. Corrales, catedrático de Bioquímica de la Universidad de Navarra, director de la Plataforma de Proteómica y Bioinformática del CIMA, y coordinador general de Proteored
Domingo, 16 de noviembre de 2014, a las 21:37
La historia natural de una enfermedad implica una progresión desde etapas tempranas en las que se produce una leve perturbación reversible de la homeostasis celular, hacia estadíos avanzados que se caracterizan por un incremento progresivo en la dimensión e impacto de la alteración patológica, hasta que ésta se hace irreversible.

La proteómica es una disciplina que ha despertado enormes expectativas en la investigación biomédica por su potencial en la identificación de biomarcadores específicos que permitan diagnosticar, clasificar, pronosticar y predecir enfermedades, así como en la definición de nuevas dianas terapéuticas. Es indudable que la secuenciación de los genomas de diferentes organismos, incluido el humano, junto con el desarrollo de técnicas que permiten estudiar la expresión de todos los genes de un organismo en un único experimento marca un punto de inflexión en la forma de estudiar nuestra propia biología. Sin embargo, sería simplista intentar explicar las alteraciones funcionales que condicionan las respuestas adaptativas o están asociadas a la progresión de enfermedades sin tener en cuenta la secuencia de procesos que se producen desde la transcripción de un gen hasta que su producto funcional es activo, las proteínas que, al fin y a la postre, son las herramientas de la célula para realizar las sus procesos esenciales.

Además, la proteómica ofrece la posibilidad de estudiar la composición de fluidos biológicos como fuente de potenciales biomarcadores analizables mediante técnicas no invasivas.

El término proteómica fue introducido por vez primera en 1995, aunque el concepto apareció en la biología moderna unos años antes cuando Anderson y Anderson  propusieron la creación de un atlas molecular de las proteínas humana. La proteómica se define como el estudio del proteoma, término análogo a genoma, que se refiere al conjunto de proteínas de un orgánulo, una célula, un tejido o un organismo completo. Sin embargo, si bien el genoma de un individuo es único, la dotación proteómica es específica de cada uno de los más de 250 tipos celulares que integran nuestro organismo. Además, el proteoma es tremendamente dinámico, no es posible hablar de un proteoma único a menos que la definición inicial se complemente con parámetros tanto genéticos como ambientales que condicionan en gran medida el repertorio de especies protéicas que lo constituyen.

Esta plasticidad del proteoma es esencial para regular con precisión las funciones celulares mediante mecanismos de control complementarios a los meramente transcripcionales que permitan reacciones rápidas y eficaces a estímulos externos y, así,  asegurar respuestas que garanticen la supervivencia.

La función de una proteína está condicionada por su localización subcelular, las interacciones con otras proteínas y por mecanismos de regulación postraduccional que hacen necesario revisar, o al menos matizar, el axioma un gen, una proteína. El estudio de todos estos factores es imprescindible para profundizar en el conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en el desarrollo de enfermedades, pero supone un reto de una complejidad sin precedentes y requiere un esfuerzo multidisciplinar muy dependiente de sofisticada infraestructura y personal altamente especializado. Es por ello que la implantación de plataformas tecnológicas dotadas con la instrumentación necesaria, costosa y dependiente de constante actualización, y científicos expertos, se antoja esencial para facilitar el acceso de la comunidad científica al uso de estos recursos analíticos y potenciar así el alcance de los proyectos de investigación así como promover nuevas aplicaciones en el sector clínico y actuaciones en el ámbito de la innovación y desarrollo.

Consciente de esta necesidad, el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) promueve la creación de ProteoRed-ISCIII, dentro de la Plataforma de Recursos Biomoleculares y Bioinformáticos (PRB2). ProteoRed integra 23 laboratorios de proteómica que ofrecen un servicio de apoyo a la investigación biomédica de acuerdo a los principios básicos que han de regir una plataforma tecnológica de calidad. La estructura en red, con implantación en nueve Comunidades Autónomas, facilita el acceso a estos servicios desde cualquier punto del país. Los laboratorios de ProteoRed reúnen equipamiento y personal con la formación y experiencia necesarias para conformar una plataforma de alta tecnología, capaz de responder a los retos más vanguardistas y complejos de la proteómica, que no tiene parangón en nuestro país.

Las actividades llevadas a cabo por ProteoRed en los últimos años la han convertido en una referencia en el campo de la Proteómica tanto nacional como internacional. Entre las organizaciones nacionales e internacionales con las que ProteoRed guarda una estrecha relación se cuentan la Sociedad Española de Proteómica (SEProt) la Asociación Europea de Proteómica (EuPA) y la Organización del Proteoma Humano (HUPO). Cabe resaltar el papel protagonista de ProteoRed en la organización del Congreso Mundial de la HUPO que se celebró el pasado mes de octubre en Madrid.

Además, ProteoRed se propone potenciar su actividad investigadora. Uno de los objetivos principales de ProteoRed es desarrollar una investigación de prestigio a nivel internacional que asegure el mantenimiento de un servicio tecnológico de vanguardia a la comunidad científica en el área de la salud. ProteoRed es el núcleo central de la participación española en el Proyecto Proteoma Humano, HPP (Human Proteome Project).

El HPP pretende descifrar el mapa de todas las proteínas codificadas por los genes que constituyen el genoma humano mediante una doble aproximación, una centrada en el estudio de las proteínas codificadas por los genes presentes en los distintos cromosomas (C-HPP, Chromosome-centric HPP), y otra basada en el conocimiento que respondan a cuestiones de la biología y de las enfermedades (B/DHPP, Biology/Disease driven HPP). El HPP, posiblemente uno de los mayores retos de la investigación científica en el ámbito internacional, acelerará además el desarrollo tecnológico asociado al diagnóstico, pronóstico y tratamiento de algunas de las enfermedades más importantes que afectan al ser humano.

En resumen, la posibilidad de explorar el proteoma de los sistemas biológicos en base a tecnologías cada vez más audaces abre unas expectativas sin precedentes en el estudio de la patogénesis molecular de enfermedades así como en la identificación de biomarcadores específicos que permitan diagnosticar, clasificar, pronosticar y predecir enfermedades, definir nuevas dianas terapéuticas o predecir el comportamiento ante fármacos. Indudablemente se trata de un área en desarrollo que requiere la participación de expertos en métodos analíticos complejos y es por ello qua la consolidación de plataformas multidisciplinares, como las promovidas por el ISCIII, juega un papel determinante en su aplicación a problemas de salud que aquejan a la sociedad a través de la colaboración con los especialistas clínicos y biomédicos.