Determinación de proteínas como biomarcadoras de enfermedades mediante espectroscopía de masas

DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS COMO BIOMARCADORAS DE ENFERMEDADES MEDIANTE ESPECTROSCOPÍA DE MASAS

Farid David Peñaloza Zawady [1]
[1] Universidad del Atlántico, Facultad de Ciencias Básicas.

RESUMEN

Los parámetros obtenidos con esta técnica permiten correlacionar los aspectos biológicos con ciertas enfermedades, patologías metabólicas o con la identificación y estructura de proteínas ypéptidos. El siguiente trabajo presenta a la espectrometría de masas, mediante los métodos de bottom-up y top-down, como una técnica de elección para el estudio de biomarcadores en el ámbito clínico, técnica que demuestra un enorme potencial en este campo.

INTRODUCCIÓN

La identificación y caracterización de las proteínas es crucial en biología y hasta hace unos años era difícil por la falta demétodos analíticos rápidos y sensibles lo que limitaba los estudios relacionados con la biología molecular o la genómica. Se utilizaban técnicas fisicoquímicas o enzimáticas detectando los productos de reacción por espectrofotometría UV o fluorimetría, pero no resolvían satisfactoriamente el problema analítico. En los años noventa la incorporación de la espectroscopía de masas permitió irperfeccionando la información y en nuestros días, esta técnica tiene un papel trascendental en la identificación y caracterización de proteínas siendo actualmente la técnica de elección para el análisis de proteínas complejas.

Las técnicas de separación cromatográficas y electroforéticas, en combinación con la espectroscopía de masas, son las herramientas fundamentales que actualmente se utilizan en lainvestigación de proteínas, o en proteómica, así como en otros campos relacionados con las «ómicas».

Las proteínas sirven como biomarcadores de enfermedades específicas. Una proteína anormal puede ser consecuencia de un gen defectuoso y puede tener implicaciones clínicas si la composición alterada de los aminoácidos afecta a su actividad. Un ejemplo es la amiloidosis familiar, enfermedadhereditaria y degenerativa, que tiene su origen en un defecto genético transmitido con carácter autosómico dominante y produce mutaciones en la composición de la proteína transtirretina (prealbúmina), esta proteína normalmente transporta tiroxina y retinol. Se han descrito más de 50 mutaciones del gen de la transtirretina con este tipo de amiloidosis, la mayor parte de las cuales causan depósito amiloideprimariamente en corazón y nervios periféricos; suele presentarse como neuropatía periférica si bien se describen mutaciones que se expresan inicialmente como cardiopatías, la detección e identificación de la transtirretina permite un diagnóstico definitivo de la enfermedad. Se ha utilizado ``cromatografía de líquidos-electrospray-espectrometría de masas`` para identificar mutantes detranstirretina y las diferentes fracciones se analizan mediante ``cromatografía de líquidos-ionización por desorción láser asistida por una matriz-espectroscopía de masas`` para determinar el lugar de la mutación.

Las llamadas enfermedades congénitas del metabolismo son consecuencia de alteraciones bioquímicas de origen génico en la estructura o función de una proteína, la espectroscopía de masas se haaplicado para la determinación de enfermedades raras causadas por una deficiencia de un enzima específico, por ejemplo en el diagnóstico de glucogenosis. Las glucogenosis son una serie de enfermedades congénitas producidas por alteraciones de los enzimas que participan en el metabolismo del glucógeno. Se caracterizan por acumulación del glucógeno en el órgano afectado, esta acumulación es unarespuesta fisiológica al aumento de concentración de glucosa en sangre, que ocurre después de la ingestión de alimentos. Tradicionalmente se ha considerado que la glucógeno sintasa cataliza la etapa clave de la síntesis de glucógeno y la actividad del glucógeno sintasa está altamente regulada mediante la fosforilación en múltiples residuos y por efectos alostéricos, principalmente glucosa-6-fosfato...