Diario de Navarra

Los investigadores, en todo el mundo, buscan señales. Como el cazador que sigue un rastro para encontrar su presa o el niño que se guía por el olfato para descubrir dónde está el chocolate, los científicos andan a la caza de alarmas, de sustancias que den una pista de la existencia de una enfermedad antes de que sea tarde. Pero antes de aprender cómo seguir un rastro, los científicos deben desvelar cuáles son las huellas, cuáles son las alertas. En muchos casos, esas señales son proteínas. Todos hemos oído hablar de ellas, y sabemos más o menos qué son las proteínas. Se trata de grandes moléculas, que las células fabrican a partir de las instrucciones del ADN, y que el cuerpo utiliza para casi todo. Proteína es el colágeno que forma parte de piel y huesos, proteína es la hemoglobina que lleva el oxígeno por la sangre, proteína es la miosina que ayuda a contraer los músculos... los ejemplos son miles. Las proteínas son tan imprescindibles para la vida y la salud que cuando algo falla en ellas, suele se sinónimo de enfermedad. “Se estudian los cambios del ADN y es muy importante, pero a veces ocurren alteraciones en las proteínas que no encontramos en la información genética”, explica Joaquín Fernández Irigoyen, doctor en bioquímica del centro Navarrabiomed, donde se dedica precisamente a estudiar y analizar proteínas junto a Enrique Santamaría Martínez y todo un equipo formado por bioquímicos y neuropatólogos. Ellos tratan, entre otras cosas, de descubrir qué proteínas son la señal de alarma de una enfermedad. Para eso, comparan. Toman muestras, biopsias, unas de tejido enfermo y otras de sano, y miden qué proteínas hay en ellas. “En un análisis podemos poner nombre a 2.000 o 3.000 proteínas de las muestras, las comparamos y vemos si hay alguna alteración significativa”. Puede que en una muestra falte una proteína que sí está en la otra. Puede ser también que en el tejido enfermo se detecten muchas, o pocas, proteínas que el tejido sano tiene en cantidades muy diferentes. Esas proteínas que cambian según la muestra pueden ser la señal que buscan. “Las comparamos con las bases de datos porque hay muchas proteínas asociadas a enfermedades, pero también otras las estamos descubriendo”, señala Joaquín Fernández, de 37 años. “Después hay que ver si la proteína es causa o efecto de la enfermedad”. Por ejemplo, son bien conocidas las transaminasas, que son proteínas señal, que el hígado suelta cuando tiene algún problema. EN EL CEREBRO Joaquín Fernández, Enrique Santamaría y su equipo de Navarrabiomed están especializados en las proteínas del cerebro, un ámbito en el que su laboratorio de proteómica es referencia dentro de ProteoRed, el organismo que coordina a 25 organismos españoles. No es un asunto menor. Enrique Santamaría, también de 37 años, explica que si el ADN humano tiene algo más de 20.000 genes, todavía no se sabe cuántas proteínas existen. Hay quien aventura que pueden existir cerca de un millón de “especies proteicas.” ¿Cuántas proteínas trabajan en nuestro cerebro? “Hicimos una revisión bibliográfica de todos los estudios que se ha elaborado y nos salieron en torno a 8.000 proteínas conocidas. Pero sabemos que en los ratones se han visto ya 11.000. Y en el líquido cefaloraquídeo, el que baña todas las estructuras cerebrales, se han caracterizado más de 5.000”. Trabajo no les falta. Las proteínas del cerebro son muchas, se cree que habrá más que no se conocen, y se sabe a ciencia cierta que enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson están asociadas a la acumulación de determinadas proteínas en el cerebro. UN DETECTOR OLFATORIO Entre las líneas de investigación del laboratorio de Navarrabiomed destaca el intento de descubrir qué proteínas cambian en nuestro olfato cuando alguien sufre una enfermedad neurodegenerativa. Se sabe que una señal temprana de que una persona está afectada por alzhéimer o párkinson es precisamente la pérdida del olfato. Así que están buscando si hay proteínas que se modifican en el bulbo olfatorio, la región cerebral que interpreta los olores. “Hemos caracterizado unas 4.000 proteínas y vemos que un par de centenares cambian con esas enfermedades”, dice Santamaría. Esas proteínas, si se pudieran detectar con facilidad en un análisis de sangre o de líquido cefalorraquídeo, podrían ser una alarma temprana de la enfermedad. Fernández y Santamaría también trabajan en investigar en regiones cerebrales de un hemisferio y de otro (en cada uno de ellos se han determinado 450 regiones). Pese a ser gemelas, la misma región en el hemisferio derecho tiene funciones diferentes a la del lado izquierdo. ¿Por qué la de un lado sirve, por poner un ejemplo, para aprender un idioma y la otra para pintar? “Sabemos que no se debe a los genes, porque se expresan los mismos en ambos lados. Así que tratamos de ver si se puede explicar por cambios en las proteínas”. Es una investigación ligada al proyecto Human Brain Proteome, una iniciativa internacional que quiere saber qué proteínas funcionan en nuestro cerebro, y en el que el laboratorio de Navarrabiomed es la referencia española. “Una vez se conozcan cuáles son las proteínas, se podrá ver cuáles se alteran desde en un neonato hasta en un centenario, desde que se detecta el alzhéimer en un paciente hasta que muere”. Un libro con 20 métodos para analizar proteínas El análisis que el equipo de Joaquín Fernández y Enrique Santamaría hizo de las proteínas en siete regiones cerebrales llamó la atención de la editorial científica Springer-Nature, que les animó a escribir sobre qué métodos y qué flujo de trabajo utilizaban para analizar las proteínas. “Vimos que era una buena opción para que participaran otros laboratorios de la iniciativa Human Brain Proteome Project. No todos tenemos las mismas máquinas ni los mismos métodos. Así que les pedimos que escribieran sobre qué tecnologías utilizan para analizar la proteínas y sobre cómo trabajan”, explican los investigadores. El resultado ha sido la publicación Current Proteomic Approaches Applied to Brain Function (Aproximaciones proteómicas aplicadas a la función cerebral), en el que se dan cuenta de veinte protocolos diferentes que los distintos laboratorios utilizan con las proteínas. “Es una publicación que puede ser útil para neurocientíficos y para jóvenes investigadores. Se ha hecho una guía para que pueda servir de referencia a los jóvenes”, dicen los investigadores navarros. “Pero nosotros somos los primeros a los que nos vendrá bien”, admiten. “Familiarizarse con los distintos métodos lleva mucho trabajo y tener un libro de referencia ayuda mucho”. CLAVES 1.000.000 tipos de proteínas. Algunas investigaciones aventuran que puede haber un millón de especies proteicas, aunque también hay quien asegura que se trata de una cifra exagerada. 8.000 proteínas cerebrales. El estudio bibliográfico que han llevado a cabo los investigadores de Navarrabiomed detectó que se han detectado 8.000 tipos de proteínas diferentes que trabajan en nuestro cerebro. Pero probablemente sean más. Por ejemplo, los estudios en ratones han identificado ya 11. 000. 25 gigas. Es el tamaño que suele ocupar la información que se obtiene en los análisis que realiza el Laboratorio de Proteómica de Navarrabiomed. Sus análisis miden a la vez cientos o miles de proteínas diferentes. Para saber de qué proteínas se trata, utilizan un espectrómetro de masas. Con las masas obtenidas, “se comparan con las bases de datos y no permiten ver a qué proteínas corresponden”.

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Medir proteínas para detectar enfermedades

Estas moléculas pueden servir de alarma. Por ejemplo, un cambio de proteínas en el olfato puede ser una señal temprana del alzhéimer

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