Durante décadas, y hasta que se completó la secuenciación del genoma humano, éste fue el proyecto rey en la biología. Por supuesto, también en la medicina, con mejoras importantes para el diagnóstico. Pero en realidad en las células lo que cuenta no son tanto los genes como sus productos, las proteínas. Son ellas las que llevan a la práctica el plan que los genes programan. Y lo que de verdad sería una revolución médica es saber qué proteínas intervienen en las distintas enfermedades y órganos. A pesar de que esto es infinitamente más complejo que secuenciar el genoma, los científicos ya se han puesto manos a la obra para analizar todo el conjunto de proteínas que operan en el organismo humano.
Imagen: NIST
Se suele decir que las proteínas son los «ladrillos» del cuerpo. Pero no es muy exacto. Con las proteínas no sólo se construyen músculos y huesos. También son proteínas las que hacen funcionar todo el conjunto: las enzimas, con las que, entre otras cosas, digerimos; las hormonas, con infinidad de funciones, desde regular el ciclo reproductivo hasta el crecimiento; los anticuerpos del sistema inmunitario, y la hemoglobina que transporta el oxígeno en la sangre, entre otras.
Antaño se creía que tener el gen equivalía a tener la proteína. Para pasar de genes a proteínas bastaba con traducir un código simple, el código genético. Pero hoy se sabe que esta visión es simplista. Los genes dan las órdenes para sintetizar las proteínas pero una vez «montadas» a partir de la información genética, las proteínas pueden sufrir múltiples modificaciones: en función del tipo de célula, de la edad del individuo o del ambiente en general. Ni siquiera puede darse una estimación precisa, pero los expertos hablan de 30 a 50 posibles «versiones» de una misma proteína generada a partir del mismo gen. Cada una, posiblemente, con propiedades, funciones e, incluso, localizaciones ligeramente distintas.
Miles de proteínas
Teniendo en cuenta que el genoma humano contiene entre 25.000 y 30.000 genes, identificar toda esa lista de posibles proteínas se convierte en un reto de vértigo. «La complejidad del proteoma no es comparable a la de secuenciar el genoma», explica David Andreu, de la Universidad Pompeu Fabra (Barcelona) y miembro de la Sociedad Española de Proteómica. «Un gen, de tejidos diferentes, en estadios celulares distintos, puede generar una variedad muy grande de proteínas. Los genes son el proyecto, la identidad básica, pero es como si la proteína pudiera ‘decorarse’ de distintas formas», añade.
Conocer el la secuencia de las proteínas del hígado permitiría saber cómo cambia este órgano ante la acción de los fármacos
Uno de los campos de investigación más activos actualmente es, de hecho, el que aborda las múltiples modificaciones que sufren las proteínas tras haber sido sintetizadas en la célula siguiendo las órdenes genéticas. Lo anterior implica que para completar el conjunto de proteínas que operan en el organismo, esto es, el proteoma humano, hay que ir órgano por órgano y observar qué proteínas están funcionando en el hígado, en el páncreas, en los pulmones… Debe saberse, además, que el resultado variará en función del grupo étnico, de la edad, de la alimentación, del estrés y del ambiente en general.
«El genoma no cambia a lo largo de la vida de la persona», explica Andreu, «el proteoma, sí». Para complicar aún más las cosas hay que tener en cuenta que las proteínas no trabajan solas, sino asociadas a otras. Y de cómo sea o esté una, dependerán también las otras y la función que desempeñen. El estudio de estas redes de proteínas, notablemente complejo a nivel experimental, es otro de los retos de la proteómica actual.
Escepticismo inicial
Por todo lo expuesto, las primeras propuestas para analizar el proteoma humano se recibieron con escepticismo en la comunidad científica. En 2001 se creó la Organización del Proteoma Humano (HUPO), una asociación internacional de grupos de investigación equiparable a la formada en su día para la secuenciación del genoma humano, HUGO. Pero HUPO, con sede en Montreal (Canadá) y unos 2.000 miembros fundadores de 69 países, no tiene un presupuesto específico para financiar proyectos de investigación -hasta ahora la financiación de la investigación en proteómica procede exclusivamente de las agencias nacionales-, y el hecho es que los intentos por abordar el proteoma en su conjunto han avanzado hasta ahora muy lentamente.
Tampoco lo han hecho siempre con el rigor debido, según comentaba un reciente artículo en la revista «Nature». Pero la situación podría estar cambiando. En la última reunión de la organización, en Múnich (Alemania), se crearon comités para seleccionar proyectos específicos que, al amparo de HUPO, sean desarrollados con exigencias de alta calidad. También se acordó el diseño de bases de datos estandarizadas para almacenar la información, estructuradas en función de las técnicas empleadas para hacer el trabajo.
«HUPO está implicando a toda la comunidad internacional en sus discusiones en busca del consenso, y ha logrado ya un sorprendente número de acuerdos», se afirmaba en «Nature». HUPO apoya ahora hasta once iniciativas, entre ellas el proteoma del cerebro, del hígado, de anticuerpos, del plasma, cardiovascular y de los riñones. Cada una de ellas está basada en un país, aunque se desarrolla con colaboraciones internacionales. Uno de los proyectos que más interés despierta es el del proteoma del hígado, por sus importantes implicaciones médicas y porque incluye la comprensión de la acción de los fármacos.
«Todos los fármacos llegan al hígado. Sería muy interesante tener el proteoma del hígado, y saber cómo cambia por la acción de un fármaco», explica Andreu. La importancia para la clínica de conocer el proteoma en general -no sólo el del hígado- es muy alta. Por ejemplo, para identificar dianas farmacológicas. La genómica ya ha abierto la vía en esta línea, pero la búsqueda de nuevas proteínas sobre las que los fármacos pueden actuar es aún un proceso complejo. La situación cambiaría mucho si los investigadores tuvieran en mano la lista de proteínas y sus relaciones. Pero es un objetivo aún lejano. «Es un trabajo que no veo terminado ni dentro de 50 años», dice Andreu.
Los investigadores no son por supuesto ajenos al avance de la proteómica. Pero la participación de los grupos en proyectos globales amparados por HUPO es aún escasa, en opinión de Concha Gil, de la Universidad Complutense de Madrid y miembro del comité de Educación de HUPO. Una de las principales fuentes de financiación para investigar en proteómica es actualmente Genoma España, además de esfuerzos aislados por parte de comunidades autónomas o en centros de investigación específicos.
Gil señala que la investigación en proteómica exige equipamiento caro y personal técnico muy especializado, escaso en este momento. Para esta investigadora, haría falta una política más global y coordinada en proteómica.
