Comprender qué proteínas trabajan juntas
Los hallazgos podrían mejorar la búsqueda de nuevos fármacos con menos efectos secundarios.
El trabajo en equipo es crucial para las proteínas. Sin embargo, poco se sabe sobre qué equipos de proteínas están realmente activos en qué tejidos. Un nuevo estudio a gran escala realizado por biólogos de sistemas de la ETH de Zúrich redibuja ahora el mapa.
El cuerpo humano y sus órganos están compuestos por una gran variedad de tipos celulares. Aunque todas las células contienen los mismos genes, funcionan de forma muy diferente, en parte porque las interacciones proteínicas difieren entre ellas.
Investigadores de la ETH de Zúrich han creado un atlas que muestra qué proteínas trabajan juntas en cada tejido. Estos hallazgos ayudarán a identificar con mayor precisión los genes de las enfermedades y a desarrollar fármacos que actúen específicamente donde se necesitan y en ningún otro lugar.
Las proteínas rara vez trabajan solas, sino en equipo: interactúan con otras proteínas, por ejemplo formando complejos o a lo largo de cascadas de señalización bioquímica.
Para entender mejor cómo funcionan las células en los distintos tejidos u órganos del cuerpo, los científicos deben averiguar primero qué proteínas trabajan juntas y cómo difiere su coordinación de un tipo celular a otro. "Si conocemos las interacciones específicas entre proteínas, podremos entender mejor qué distingue a una célula hepática de una cerebral", explica Pedro Beltrao, profesor del Instituto de Biología de Sistemas Moleculares de la ETH de Zúrich.
Cribar enormes conjuntos de datos
Sin embargo, aún no está suficientemente claro cuáles de estas interacciones proteínicas se dan universalmente en todo el organismo o son específicas de un tejido concreto. Uno de los motivos es que investigar sistemáticamente las interacciones proteínicas mediante experimentos de laboratorio es caro, lento y complicado.
Por ello, Beltrao y sus colegas optaron por la bioinformática y aprovecharon las colecciones de datos existentes sobre el proteoma (la totalidad de todas las proteínas presentes en una célula en un momento dado).
En su estudio, que acaba de publicarse en la revista Nature Biotechnology, los investigadores de la ETH examinaron los datos del proteoma de más de 7.800 biopsias humanas. A partir de estos enormes conjuntos de datos, los investigadores dedujeron interacciones proteínicas específicas de tejido en once tipos de tejidos diferentes.
Una de cada cuatro interacciones es específica de un tejido
Los investigadores de la ETH descubrieron que una de cada cuatro interacciones proteínicas es específica de un tejido. Por ejemplo, una interacción puede darse sólo en el tejido hepático, pero no en los otros diez tipos de tejido examinados. Beltrao atribuye la mayoría de las diferencias entre tejidos a componentes celulares específicos de cada tipo de célula. Los compartimentos celulares son zonas diferenciadas dentro de una célula en las que tienen lugar determinadas actividades, que es donde se producen algunas interacciones proteínicas.
En el cerebro y sus conexiones neuronales (sinapsis) se produce un número especialmente elevado de interacciones proteicas específicas de los tejidos. Para examinar los equipos de proteínas en las sinapsis, Beltrao y sus colegas utilizaron datos recogidos por el profesor de la ETH Bernd Wollscheid en su laboratorio.
Mejores fármacos dirigidos a áreas específicas
Los hallazgos también son valiosos para la investigación farmacéutica. El conocimiento de las interacciones entre proteínas de órganos específicos ayuda a los investigadores a comprender mejor los mecanismos de las enfermedades y a identificar genes patógenos para mejorar el desarrollo de fármacos.
"Las proteínas que trabajan en equipo suelen influir también en la misma enfermedad", explica Beltrao. "Así que si podemos decir qué proteínas trabajan juntas exclusivamente en las células nerviosas, por ejemplo, podemos definir mejor los genes implicados en la enfermedad".
Los fármacos actuales pueden tener un amplio espectro de actividad y, como consecuencia, incurrir en efectos secundarios indeseables en partes del cuerpo más allá de la diana terapéutica. Los resultados de este estudio pueden ayudar a los investigadores a buscar sustancias activas que actúen sobre las proteínas de un órgano o tejido concreto. Esto aumentará la seguridad de los fármacos gracias a su especificidad.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Diederik S. Laman Trip, Marc van Oostrum, Danish Memon, Fabian Frommelt, Delora Baptista, Kalpana Panneerselvam, Glyn Bradley, Luana Licata, Henning Hermjakob, Sandra Orchard, Gosia Trynka, Ellen M. McDonagh, Andrea Fossati, Ruedi Aebersold, Matthias Gstaiger, Bernd Wollscheid, Pedro Beltrao; "A tissue-specific atlas of protein–protein associations enables prioritization of candidate disease genes"; Nature Biotechnology, 2025-5-2
Más noticias del departamento ciencias
