La medicina avanza hacia un enfoque cada vez más personalizado, adaptando los tratamientos a las características genéticas de cada paciente. Este cambio ha sido posible gracias al creciente conocimiento sobre la relación entre los genes y las enfermedades, lo que ha permitido diseñar terapias dirigidas y estrategias de intervención más efectivas. Sin embargo, los genes no son la única fuente de información crucial para comprender el funcionamiento del cuerpo y las patologías que lo afectan. Una nueva frontera de la medicina personalizada comienza a abrirse gracias a la proteómica, una disciplina que estudia las proteínas, los verdaderos actores en la maquinaria celular.
La proteómica se centra en analizar las proteínas presentes en células y tejidos en un momento concreto, ofreciendo una visión dinámica y en tiempo real de los procesos biológicos. A diferencia de los genes, que representan un plano fijo de lo que el cuerpo puede hacer, las proteínas reflejan lo que está ocurriendo realmente en cada célula, permitiendo una comprensión más precisa de las enfermedades y cómo evolucionan. Por esta razón, la proteómica se está
Hasta hace poco, la proteómica era considerada un campo estrictamente dedicado a la investigación básica, debido a las limitaciones tecnológicas para analizar proteínas de manera rápida y detallada. Sin embargo, el desarrollo de equipos más avanzados, capaces de detectar incluso las proteínas menos abundantes con una rapidez y precisión sin precedentes, está transformando este campo. Estas nuevas capacidades están permitiendo que la proteómica se incorpore progresivamente a la práctica clínica, proporcionando información esencial para el diagnóstico, pronóstico y tratamiento de diversas enfermedades.
Este enfoque promete revolucionar la forma en que se tratan enfermedades complejas como el cáncer, las patologías cardiovasculares o las enfermedades neurodegenerativas, ya que las proteínas son fundamentales para entender cómo se originan y progresan estas patologías. Con la proteómica, la medicina no solo podrá identificar biomarcadores más específicos, sino también desarrollar tratamientos más precisos y personalizados, adaptados no solo al perfil genético del paciente, sino también a las características únicas de su funcionamiento biológico en un momento dado.
Avances tecnológicos
En este contexto, uno de los avances más recientes en el campo de la proteómica ha llegado al Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), donde ya está en funcionamiento un espectrómetro de masas de última generación: el Orbitrap ASTRAL. Este innovador equipo representa un salto cualitativo en la capacidad para analizar proteínas, ofreciendo una sensibilidad y precisión sin precedentes en la detección de estas biomoléculas clave. «Es un paso más hacia la medicina personalizada y de precisión», explicó Marta Isasa, jefa de la Unidad de Proteómica del CNIO.
El Orbitrap ASTRAL permite identificar y cuantificar proteínas en muestras extremadamente complejas y en cantidades mínimas, algo crucial para desentrañar los mecanismos biológicos detrás de enfermedades como el cáncer. Su incorporación al CNIO abre nuevas posibilidades para la investigación oncológica, al facilitar el estudio detallado de las proteínas involucradas en la aparición y progresión de tumores. Además, este tipo de tecnología promete impulsar el desarrollo de terapias más personalizadas y eficaces, basadas en el perfil proteómico específico de cada paciente.
Se trata de un equipo mucho más sensible y rápido que los precedentes, lo que permite «hacer proteómica de gran escala», puntualizó Isasa. Esta capacidad de analizar más y mejor abre la vía a que la información que aporta la proteómica pueda llegar a la clínica. Por ejemplo la proteómica «permite seguir a los pacientes desde que son diagnosticados, para saber cómo responden al tratamiento y, además, será posible entender por qué una misma terapia cura a unos pacientes y no a otros», añadió la experta.
«Permite seguir a los pacientes desde que son diagnosticados para saber cómo responden al tratamiento y, además, será posible entender por qué una misma terapia cura a unos y no a otros»
Con herramientas como esta, la proteómica deja de ser exclusivamente una disciplina de laboratorio para convertirse en un práctico al servicio de la medicina clínica, marcando el inicio de una nueva era en la investigación biomédica y el tratamiento de enfermedades complejas.
Gran revolución
Las proteínas son fundamentales para la vida: actúan como los «ladrillos» que estructuran nuestro cuerpo y las nanomáquinas que hacen posible su funcionamiento. Estas biomoléculas cumplen una amplia variedad de funciones esenciales. Los anticuerpos que nos defienden de infecciones, las hormonas que regulan nuestros procesos biológicos, los neurotransmisores que permiten la comunicación entre las neuronas, e incluso la materia prima que compone los tejidos óseos, conectivos y musculares, son proteínas.
«La proteómica es la siguiente gran revolución», aseguró Isasa. La primera fue la genómica. Hace una década secuenciar un genoma para extraer la información en los genes era un proceso sofisticado y caro, pero los avances en los equipos de secuenciación convirtieron el proceso en algo casi rutinario. En proteómica, el salto tecnológico está ocurriendo ahora.
Además, las proteínas son las principales dianas moleculares sobre las que actúan los medicamentos, lo que las convierte en un pilar central para el desarrollo de terapias. Su estudio, a través de disciplinas como la proteómica, proporciona información crítica para comprender el funcionamiento del organismo, identificar marcadores de enfermedades y diseñar tratamientos más eficaces y personalizados.
Esta notable mejora en velocidad y capacidad marca un paso importante hacia la integración de la proteómica en la práctica clínica. Según Isasa, este tipo de tecnología está acercando esta disciplina a los hospitales, donde se perfila como una herramienta esencial para comprender en detalle lo que ocurre en el cuerpo humano. «La proteómica permite detectar enfermedades y desarrollar tratamientos de forma más precisa, por lo tanto, será una herramienta clave en la medicina clínica del futuro», destacó la investigadora.
Del genoma al proteoma
Completar el mapa del proteoma humano es un desafío importante, no solo por la enorme cantidad de diferentes proteínas que existen, sino también por la naturaleza dinámica de estas biomoléculas. A diferencia del genoma, que es relativamente estable, el número y el tipo de proteínas presentes en el cuerpo varían constantemente. Esta variabilidad se debe a que las proteínas se producen y degradan en respuesta a las necesidades del organismo, los estímulos externos y las condiciones específicas del entorno celular. Además, las proteínas pueden modificarse químicamente después de ser producidas, generando formas aún más diversas y aumentando la complejidad de su estudio.
«Algunas proteínas se fabrican y cumplen su función en minutos, después la célula las degrada y recicla sus componentes, mientras que otras duran varios días», explicó Isasa. «En una célula puede haber en un momento dado miles de proteínas, pero irán cambiando drásticamente según las necesidades, a lo largo del día», indicó.
Este desajuste aparente se explica por la complejidad del proceso de producción proteica. Un solo gen puede generar múltiples proteínas gracias a mecanismos como el splicing alternativo, que permite que diferentes secciones de un gen se combinen de diversas maneras para crear variantes proteicas. Además, las proteínas pueden sufrir modificaciones químicas una vez producidas, como la fosforilación o la glicación, lo que incrementa aún más la diversidad proteómica.
La importancia de la proteómica en la medicina es clara: la información contenida en los genes no basta para entender lo que ocurre en una célula. «Eso nos lo dice la proteómica», recalcó Isasa, que estudia qué y cuántas proteínas hay en la muestra, si han sufrido cambios y/o si interaccionan con otras proteínas. Las modificaciones e interacciones de las proteínas varían cuando hay enfermedades, o en respuesta a tratamientos. Las proteínas interactúan unas con otras según su forma, encajando como las piezas de un «tetris» tridimensional. Por ejemplo, un fármaco solo es efectivo si encaja con su proteína diana.
Por eso la proteómica es esencial para validar y descubrir nuevas dianas farmacológicas, y para entender el mecanismo de acción de fármacos o de aparición de resistencias. «Las aplicaciones, tanto en biología básica como traslacional, son infinitas», concluyó Isasa.
