Simulación de la biología celular Para diagnosticar y comprender la etiología de múltiples enfermedades resulta fundamental comprender cómo funciona cada célula individualmente. Un grupo de científicos europeos ha adoptado un método perteneciente a la biología de sistemas para predecir y personalizar los tratamientos terapéuticos. Salud © Thinkstock Los indicios recabados hasta la fecha apuntan a que la mayoría de las interconexiones y rutas de señalización se han conservado, al igual que las moléculas, en organismos que van desde las levaduras hasta los humanos. Sin embargo, la descripción de las redes reguladoras y la reconstrucción de rutas de señalización complejas que rigen las funciones celulares fundamentales como el metabolismo o el ciclo celular resultan tareas científicas de gran complejidad. El objetivo principal del proyecto financiado con fondos europeos UNICELLSYS fue reconstruir y modelar por medios informáticos los distintos niveles de organización biológica de las eucariotas, una labor que se sirvió del organismo modelo de la levadura alimentaria. Estas herramientas informáticas podrían predecir la respuesta de una célula a estímulos como las hormonas y las consecuencias de distintas perturbaciones genéticas o farmacológicas. Para desarrollar estos modelos, los socios de UNICELLSYS crearon un gran corpus de datos sobre aspectos proteómicos y metabolómicos de la levadura cultivada en condiciones diversas. Esta levadura se analizó a nivel unicelular para así registrar las diferencias entre células. Se prestó especial atención a distintas rutas de señalización como las de las proteínas quinasa A, MAPK, mTOR y la vía de respuesta al estrés osmótico mediada por Hog. Se hizo especial hincapié en averiguar las interacciones entre las proteínas de estas rutas mediante un sistema de levadura doble híbrido y análisis bioinformáticos. Gran parte del esfuerzo científico se destinó a la integración de diferentes vías de señalización en un modelo dinámico molecular a gran escala capaz de predecir comportamientos celulares ante estímulos o perturbaciones del crecimiento específicos. Los procesos bioquímicos celulares se modelaron mediante un programa informático de código abierto llamado ManyCell modificado por el equipo al cargo de la investigación. Además de definir los mecanismos implicados en la transducción de señales, el metabolismo y el crecimiento, esta modelización dinámica generó información de valor inestimable sobre la capacidad de los organismos unicelulares para adaptarse a alteraciones en las condiciones ambientales. En términos generales, la capacidad de predecir la respuesta ante perturbaciones biológicas extrínsecas o intrínsecas se asienta como el nuevo modo de entender las interconexiones entre distintos procesos celulares. Cabe destacar que, a largo plazo, los modelos de UNICELLSYS podrían influir sobre la salud humana gracias a una capacidad mejorada de predicción de los resultados de intervenciones terapéuticas en pacientes concretos. Palabras clave Levadura, unicelular, ruta de señalización, tratamiento terapéutico, biología de sistemas
