Perfil proteómico

El perfil proteómico es el análisis a gran escala de proteínas, esencial para comprender los procesos biológicos y los mecanismos de las enfermedades . Un perfil proteómico puede emplearse para descubrir o diagnosticar enfermedades o afecciones, y para monitorizar las respuestas a las medidas terapéuticas. A veces, también se le denomina perfil de expresión proteica y firma proteica. ^{[ 1 ]} El análisis del perfil del proteoma consiste en el análisis del proteoma completo a partir de muestras complejas como células completas , tejidos y fluidos corporales . Se utiliza principalmente para identificar la mayor cantidad posible de péptidos y proteínas . El análisis del perfil del proteoma basado en espectrometría de masas (EM) puede proporcionar información de referencia para la proteómica cuantitativa de alto rendimiento y el análisis de modificación de proteínas. ^{[ 2 ]} Estudios recientes han comparado diversas plataformas, como SomaScan y Olink, y han destacado diferencias en precisión, exactitud y asociaciones fenotípicas en diversas cohortes . ^{[ 3 ]}

Las tecnologías emergentes avanzadas en el perfilado proteómico están revolucionando la sensibilidad, la velocidad y las capacidades de análisis de datos . Algunos hitos clave en estos avances han sido:

Proteómica de células individuales

Las técnicas de SCOPE-MS y la proteómica de células individuales priorizada (pSCoPE) permiten un análisis profundo de células individuales y, por lo tanto, aumentan la profundidad y la resolución del proteoma. ^{[ 4 ]}

Innovaciones en espectrometría de masas

El Orbitrap Astral de Thermo Fisher permite medir miles de proteínas a partir de muestras mínimas en menos de 20 minutos.

Integración del aprendizaje automático

La inteligencia artificial se está utilizando para predecir y validar los resultados de la espectrometría de masas , mejorando así la precisión y la eficiencia en la interpretación de los datos.

Métodos de inmunoligación

Los ensayos multiplex de alto rendimiento permiten la detección simultánea de múltiples proteínas y, por lo tanto, mejoran las capacidades de perfilado. Esto está abriendo nuevas vías para aplicaciones clínicas con mayor precisión y conocimiento biológico. ^{[ 5 ]}

El perfilado proteómico se ha utilizado en el descubrimiento de biomarcadores para enfermedades. Un estudio realizado con la plataforma de proteómica Olink reveló que los pacientes con glaucoma presentaban proteínas metabólicas con expresión diferencial, lo que demuestra el potencial de la proteómica para la detección temprana de enfermedades y el desarrollo de estrategias terapéuticas. ^{[ 6 ]}

El perfilado global del proteoma es la representación directa del conjunto de proteínas en un organismo, órgano, tejido u orgánulo. Entre los objetivos principales del análisis proteómico se encuentra la comparación y determinación de las cantidades relativas de proteínas bajo un conjunto definido de condiciones. En las últimas cuatro décadas, la electroforesis bidimensional en gel ha ganado popularidad porque ha ayudado con éxito a la proteómica diferencial a proporcionar evidencia visual de cambios en la abundancia de proteínas que no pueden predecirse a partir del análisis del genoma . Cada punto de proteína en un gel 2-DE puede analizarse en función de su abundancia, ubicación o incluso presencia y ausencia. Este método flexible basado en gel combina y utiliza el mejor principio para la separación de complejos proteicos en función de su carga y masa, el mapeo visual junto con la identificación espectrométrica de masas exitosa de proteínas individuales. ^{[ 7 ]}

Los últimos avances en proteómica han allanado el camino para el descubrimiento de técnicas como el análisis de colocalización (COLA), que detecta colocalizaciones proteína-proteína a escala global. Esto ayuda a mapear la dinámica del interactoma bajo diversas condiciones, lo que permite comprender las interacciones y funciones de las proteínas. ^{[ 8 ]} El perfil proteómico se relaciona con los cambios fisiológicos de cada individuo mediante el monitoreo de las variaciones en la expresión de proteínas según factores como el envejecimiento , el ejercicio y las condiciones ambientales. Por ejemplo, en el músculo envejecido, el análisis proteómico mostró cambios en las isoformas de proteínas y vías metabólicas alteradas que indican adaptaciones en las funciones musculares y el metabolismo energético . ^{[ 9 ]}

Además, los enfoques proteómicos son muy útiles para caracterizar los microambientes tumorales , que muestran cómo las poblaciones de células influyen en la progresión del cáncer a través de interacciones proteicas. La proteómica es especialmente adecuada para el análisis del microambiente , considerando que el origen de muchos componentes del microambiente es el tejido del huésped, sin que se detecte una alteración genómica apreciable, y que la liberación y el desprendimiento de proteínas de la superficie de las células cancerosas contribuyen significativamente, todo lo cual no puede predecirse estrictamente a partir del análisis genómico . Ha contribuido especialmente al avance del análisis proteómico hacia una mejor comprensión de cómo las células tumorales manipulan su microambiente mediante la producción de proteínas estructurales de la matriz extracelular (MEC), proteínas modificadoras de la MEC y proteasas. La proteómica también ha impulsado la identificación global de dianas de proteasas . ^{[ 10 ]}

El perfil proteómico es importante para el avance de nuestra comprensión de los procesos biológicos y los mecanismos de las enfermedades. Ayuda en la identificación de patógenos , mejorando así el diagnóstico y el desarrollo de vacunas al revelar interacciones y funciones proteicas relacionadas con la virulencia . ^{[ 11 ]} El perfil proteico ha contribuido enormemente a la detección temprana del cáncer mediante el uso de proteínas específicas presentes en el plasma sanguíneo. Estudios recientes han desarrollado pruebas basadas en el proteoma con un alto grado de precisión en la detección de cánceres en etapas tempranas, utilizando paneles de proteínas que distinguen las muestras cancerosas de las normales. Por ejemplo, se ha demostrado recientemente que, utilizando paneles de diez proteínas específicas de cada sexo, el cáncer en etapa temprana podría identificarse con hasta un 93 % de precisión en hombres y un 84 % en mujeres con altos niveles de especificidad. ^{[ 12 ]}