Crean un 'atlas genético' de proteínas en la sangre humana
Estos descubrimientos prometen mejorar nuestra comprensión de una amplia gama de enfermedades y ayudar al desarrollo de nuevos medicamentos
Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, y MSD ha creado un mapa genético detallado de las proteínas humanas, los bloques de construcción clave de la biología. Estos descubrimientos prometen mejorar nuestra comprensión de una amplia gama de enfermedades y ayudar al desarrollo de nuevos medicamentos, según los autores.
El estudio, publicado este miércoles en la revista 'Nature', caracterizó las bases genéticas del "proteoma" del plasma humano, identificando casi 2.000 asociaciones genéticas con casi 1.500 proteínas. Anteriormente, solo había una pequeña fracción de este conocimiento, principalmente porque los investigadores podían medir solo unas pocas proteínas de la sangre simultáneamente de manera robusta.
Los científicos utilizaron una nueva tecnología ("SOMAscan") desarrollada por una empresa, SomaLogic, para medir 3.600 proteínas en la sangre de 3.300 personas. Luego, analizaron el ADN de estos individuos para ver qué regiones de sus genomas se asociaron con los niveles de proteína, lo que supone un aumento de cuatro veces en el conocimiento previo.
"En comparación con los genes, las proteínas han sido relativamente poco estudiadas en la sangre humana; a pesar de que son los 'efectores' de la biología humana, se ven alteradas en muchas enfermedades y son el objetivo de la mayoría de las medicinas", dice el autor principal del estudio, Adam Butterworth, del Departamento de Salud y Atención Primaria en la Universidad de Cambridge. "Las nuevas tecnologías ahora nos permiten comenzar a abordar esta brecha en nuestro conocimiento", añade.
Uno de los usos de este mapa genético es identificar rutas biológicas particulares que causan enfermedades, ejemplificadas en el documento identificando vías específicas que conducen a la enfermedad de Crohn y al eccema. "Gracias a la revolución de la genómica en la última década, hemos conseguido encontrar asociaciones estadísticas entre el genoma y la enfermedad, pero la dificultad ha sido identificar los genes y las vías que causan la enfermedad --dice James Peters, uno de los principales autores del estudio--. Ahora, al combinar nuestra base de datos con lo que sabemos sobre las asociaciones entre las variantes genéticas y la enfermedad, podemos decir mucho más sobre la biología de la enfermedad".
NUEVAS RELACIONES ENTRE LAS PROTEÍNAS Y LA ENFERMEDAD
En algunos casos, los autores identificaron múltiples variantes genéticas que influyen en los niveles de una proteína. Al combinar estas variantes en una "puntuación" para esa proteína, pudieron identificar nuevas asociaciones entre las proteínas y la enfermedad. Por ejemplo, MMP12, una proteína previamente asociada con la enfermedad pulmonar también se relacionó con la enfermedad cardiaca, sin embargo, mientras que niveles más altos de MMP12 se vinculan con un menor riesgo de enfermedad pulmonar, sucede lo contrario en la enfermedad cardiaca y el accidente cerebrovascular; esto podría ser importante ya que los medicamentos desarrollados para atacar esta proteína para el tratamiento de pacientes con enfermedad pulmonar podrían aumentar inadvertidamente el riesgo de enfermedad cardiaca.
Los científicos de MSD fueron fundamentales para resaltar cómo los datos genéticos proteómicos podrían usarse para el descubrimiento de fármacos. Por ejemplo, además de resaltar los posibles efectos secundarios, los hallazgos del estudio pueden ayudar aún más al desarrollo de fármacos a través de nuevos conocimientos sobre los objetivos de proteínas de los medicamentos nuevos y existentes. Al vincular medicamentos, proteínas, variación genética y enfermedades, el equipo ha sugerido fármacos existentes que podrían usarse también para tratar una enfermedad diferente, y una mayor confianza en que ciertos medicamentos actualmente en desarrollo podrían tener éxito en los ensayos clínicos.
Los investigadores están poniendo todos sus resultados a disposición de la comunidad mundial. "Nuestra base de datos es realmente solo un punto de partida --dice el primer autor Benjamin Sun, también del Departamento de Salud Pública y Atención Primaria--. Hemos dado algunos ejemplos en este estudio de cómo se podría usar, pero ahora le toca a la comunidad de investigación comenzar a usarlo y encontrar nuevas aplicaciones".
"Estamos muy contentos de participar en esta colaboración, ya que es un gran ejemplo de cómo se puede aprovechar una asociación público-privada para el uso de la investigación en la amplia gama de la comunidad científica", subraya Caroline Fox vicepresidenta y jefa de Genética y Farmacogenómica en MSD. La investigación fue financiada por MSD, el Instituto Nacional de Investigación en Salud, 'NHS Blood and Transplant', 'British Heart Foundation', 'Medical Research Council', 'UK Research and Innovation' y SomaLogic.
El profesor Metin Avkiran, director médico asociado de la Fundación Británica del Corazón, concluye: "Aunque nuestro ADN proporciona nuestro modelo individual, son las variaciones en la estructura, la función y la cantidad de las proteínas codificadas por nuestros genes las que determinan nuestra susceptibilidad a las enfermedades y nuestra respuesta a los medicamentos. Este estudio proporciona nuevas y emocionantes ideas sobre cómo las proteínas en la sangre son controladas por nuestra composición genética y abre oportunidades para desarrollar nuevos tratamientos para las enfermedades cardiacas y circulatorias".
