Investigadores identifican proteínas que podrían predecir el rechazo del trasplante de hígado
El Atlas de Proteoformas Sanguíneas (BPA) compila ~56,000 proteoformas identificadas a partir de 21 tipos de células humanas y plasma. Crédito: Dé crédito a los laboratorios Kelleher y Levitsky de la Universidad de Northwestern
Científicos de la Universidad de Northwestern han descubierto familias de proteínas en el cuerpo que podrían predecir qué pacientes pueden rechazar un nuevo trasplante de órganos, lo que ayuda a informar las decisiones sobre la atención.
El avance marca el comienzo de una nueva era para el estudio más preciso de las proteínas en células específicas.
Los científicos tienden a observar los patrones cambiantes de las proteínas como si estuvieran bajo el agua, observando solo una fracción de información disponible sobre sus estructuras únicas. Pero en un nuevo estudio que se publicará el 27 de enero en la revista Science, los científicos observaron estas mismas estructuras con una lupa y crearon un mapa clarificado de las familias de proteínas. Luego, sostuvieron el mapa frente a los receptores de trasplantes de hígado y encontraron nuevos indicadores en las proteínas de las células inmunitarias que cambiaron con el rechazo.
El resultado, el Atlas de Proteoformas Sanguíneas (BPA), describe más de 56 000 moléculas exactas de proteínas (llamadas proteoformas), ya que aparecen en 21 tipos de células diferentes, casi 10 veces más de estas estructuras que las que aparecieron en estudios anteriores similares.
Rascando la superficie del potencial
«Estamos trabajando para crear la proteína equivalente al Proyecto Genoma Humano», dijo Neil Kelleher, un destacado experto en proteómica y coautor del artículo. «El BPA es un microcosmos de eso, incluido un caso de uso específico».
Kelleher es profesora Walter and Mary Glass de Biociencias Moleculares y profesora de química en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern y profesora de medicina en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. También es el director del Instituto de Química de Procesos de Vida (CLP) y director de la facultad de Northwestern Proteomics, un centro de excelencia dentro de CLP que desarrolla plataformas novedosas para el descubrimiento y diagnóstico de fármacos.
Cada gen humano tiene en menos de 15 a 20 formas únicas de proteínas procesadas (proteoformas). Y con 20.300 genes individuales en el cuerpo humano, hay millones de proteoformas creadas por variación, modificación o empalme genético. Kelleher dijo que con una hoja de ruta completa de la familia de proteínas de cada gen, el objetivo de una importante iniciativa científica conocida como Human Proteoform Project acelerará los descubrimientos sobre enfermedades, envejecimiento y nuevas terapias.
El laboratorio de Kelleher utiliza espectrometría de masas y análisis de datos de última generación para identificar proteoformas en células y sangre de manera eficiente, manteniendo las proteoformas intactas en una forma de análisis «de arriba hacia abajo» en lugar de cortarlas en pedazos diminutos como con el estándar de la industria.
«Estamos empezando a ver la complejidad», dijo. «En este artículo, demostramos mediciones específicas del paciente, del tipo de célula y de la proteoforma, lo que nos permite obtener mejores biomarcadores».
Un análisis de sangre para el rechazo del trasplante de hígado
Tener miembros del equipo en todas las disciplinas permite que el proyecto conceptualice un movimiento de la mesa de laboratorio a la cabecera. Mientras Kelleher investiga la base científica de los fenómenos en la célula, el coautor y hepatólogo de trasplantes de Northwestern Medicine, Josh Levitsky, trabaja con él para comprender cómo se podrían aplicar estos fenómenos a un sistema específico.
Levitsky, profesor de medicina , cirugía y educación médica en Feinberg, originalmente conectado con Kelleher a través de su liderazgo en el espacio de biomarcadores, en el que se usan signos medibles en la sangre para predecir métricas de salud en pacientes que enfrentan trastornos y, en este caso, rechazo de trasplante de hígado.
«Era realmente importante para Neil que hubiera un ejemplo biológicamente relevante para contextualizar cómo estos paneles de proteoformas pueden identificar enfermedades de forma no invasiva como marcadores», dijo Levitsky. «Y también existe la necesidad en mi campo de tener biomarcadores mecánicos que sean más relevantes para sus vías biológicas inmunitarias. Esto podría ser el comienzo de una nueva era en los marcadores específicos de células».
Los médicos deben suprimir el sistema inmunitario con farmacoterapia y vigilar a los receptores de trasplantes hepáticos para detectar signos de rechazo, que a menudo solo responden después de que ha comenzado un episodio. Las conjeturas a lo largo de este proceso podrían eliminarse con conocimiento específico sobre lo que sucede al nivel más granular.
Con el BPA como mapa de referencia, el equipo tomó muestras de sangre de los participantes en uno de los estudios de recopilación de biomarcadores de Levitsky. Examinaron qué proteoformas parecían activarse en respuesta al trasplante e identificaron aquellas que cambiaron en comparación con los pacientes sin rechazo.
Luego, el equipo de Levitsky y Kelleher desarrolló un panel de 24 proteoformas del estudio inicial y observó en muestras de receptores de trasplantes de todo el país. Encontraron las mismas proteoformas iluminadas que en la primera prueba.
Moviendo el campo hacia adelante
«La promesa aquí es poder usar este panel para poder identificar pacientes que no tienen signos de rechazo versus aquellos que tienen evidencia muy temprana de rechazo», dijo Levitsky. «Si podemos detectar esto varias semanas antes de que ocurra el rechazo, podríamos modificar la inmunosupresión».
Levitsky continúa examinando cómo cambian las proteoformas en los receptores de trasplantes con el tiempo para desarrollar biomarcadores adicionales que puedan informar cómo trata a los pacientes en el futuro. Kelleher dijo que a medida que crece la cantidad de tipos de células en el atlas, también lo harán las posibles formas de usarlo. Además de ampliar la comprensión de la biología humana, el BPA podría tener aplicaciones similares en los trastornos inmunitarios.
El estudio, «The Blood Proteoform Atlas: A reference map of proteoforms in human hematopoyetic cells», se realizó en seis instituciones con 26 científicos. Rafael D. Melani, profesor asistente de investigación en el Grupo Kelleher, fue el primer autor del artículo, junto con Vincent R. Gerbasi, también de Northwestern, y Lissa C. Anderson de la Universidad Estatal de Florida.
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Proyecto de proteoformas humanas para mapear proteínas en el cuerpo humano Más información: Rafael D. Melani et al, The Blood Proteoform Atlas: Un mapa de referencia de proteoformas en células hematopoyéticas humanas, Ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.aaz5284. www.science.org/doi/10.1126/science.aaz5284 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad Northwestern Cita: Los investigadores identifican proteínas que podrían predecir el rechazo del trasplante de hígado (2022, 27 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-proteins-liver-transplant.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.