Una nueva era en la investigación proteómica
Las proteínas son las unidades funcionales de las células y, por tanto, esenciales para comprender los procesos celulares en caso de enfermedad o en ausencia de dolencias. El estudio y la caracterización detallados de un grupo grande de proteínas se denominan proteómica. Sin embargo, los enfoques de primera generación a la proteómica solo proporcionaron información cuantitativa limitada y ninguna información sobre la localización de proteínas. El proyecto 'Proteomics specification in time and space' (PROSPECTS), financiado por la Unión Europea, reunió a destacados grupos de investigación y a pequeñas y medianas empresas (PYME) con un objetivo común. El objetivo principal del consorcio de PROSPECTS era mejorar la tecnología existente con el fin de permitir el análisis de proteínas temporal y espacial. Los socios del proyecto desarrollaron potentes instrumentos y utilizaron tecnologías complementarias como la espectrometría de masas, la microscopía crioelectrónica y la generación de imágenes de células para incorporar las dimensiones temporales y espaciales en sus análisis. Combinando la espectrometría de masas con la cromatografía líquida de ultraalta presión se mejoró considerablemente la detección de muestras de proteínas al aumentar la sensibilidad y rapidez del análisis de un solo disparo. Además, la incorporación de métodos ópticos y de haces de iones permitió a los investigadores cortar células congeladas cultivadas en portaobjetos de microscopio y estudiar e investigar su proteoma. La congelación rápida de las muestras biológicas conservó la integridad de las proteínas y permitió analizar los complejos de proteínas macromoleculares tales como el proteasoma. Una parte importante del trabajo de PROSPECTS comprendió el desarrollo de modelos computacionales matemáticos capaces de predecir el funcionamiento celular y la interacción de las proteínas. Estos modelos podrían explicar la perturbación de las proteínas en los procesos patológicos. Durante el análisis del proteoma, es igualmente importante que también sea posible obtener información sobre la localización subcelular de las proteínas. Para ello, PROSPECTS utilizó una técnica basada en la espectrometría de masas de aminoácidos estables marcados con isótopos. Así, los científicos fueron capaces de determinar la distribución de las proteínas en la membrana celular, el citosol y el núcleo. El análisis de las vidas medias y las tasas de rotación de más de cinco mil proteínas proporcionó la dimensión temporal a este método. Las metodologías complementarias de PROSPECTS se pueden aplicar para comprender el impacto sobre el proteoma de proteínas plegadas de forma aberrante como las asociadas a las enfermedades neurodegenerativas. Los flujos de trabajo experimentales establecidos y la instrumentación única fueron comercializados rápidamente, proporcionando a las comunidades biológica y biomédica la oportunidad de realizar análisis proteómicos con una profundidad sin precedentes.
