Publicado el interactoma humano, un mapa de las comunicaciones entre proteínas

La revista Nature acaba de publicar un estudio internacional sobre las interacciones de la mayor parte de las proteínas humanas, un mapa de las comunicaciones de estas piezas básicas para el funcionamiento del cuerpo humano que permitirá desarrollar fármacos y entender mejor enfermedades como la que provoca el nuevo coronavirus SARS-CoV2. Esta investigación, liderada desde Estados Unidos por el Dana-Farber Cancer Institute y la Universidad de Harvard, ha contado con la participación de un grupo que pertenece al Centro de Investigación del Cáncer (CIC-IBMCC, mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca) y al Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca (IBSAL) (España).

“Hemos identificado todas las interacciones moleculares de las proteínas humanas realizando millones de experimentos”, explica a DiCYT Javier de las Rivas, investigador del CSIC y del Grupo de Investigación en Bioinformática y Genómica Funcional del IBSAL. “Las proteínas constituyen la maquinaria molecular fundamental de las células y el interactoma nos permite ver cómo unas actúan unas sobre otras”, añade.

Tras haber estudiado anteriormente el genoma humano al completo y el conjunto de las proteínas que son sintetizadas por los genes, lo que se conoce como proteoma, el estudio del interactoma supone ahora un paso más que puede ser decisivo para comprender el organismo humano y sus enfermedades. “Es un mapa de comunicaciones de las proteínas y también un mapa de las relaciones que existen entre ellas, por eso hablamos de que este trabajo es el Facebook de las proteínas humanas”, comenta el experto.

A pesar de que ya se han publicado miles de experimentos sobre proteínas humanas individuales o de grupos de proteínas, los resultados de este proyecto suponen tener por primera vez un mapa global que incluye el 87,5% del proteoma humano. En concreto, la Universidad de Harvard tiene clonados los genes humanos necesarios para poder expresar 17.500 proteínas, que son las que han permitido realizar todos los estudios necesarios para ver sus relaciones.

La proteína SFRP1 (rojo), implicada en el alzhéimer, rodeada de células gliales (verde). (Foto: Pilar Esteve)

Con este material, “a través de métodos experimentales vemos qué proteína se pega con otras a nivel molecular y así dibujamos un mapa global”, destaca Javier de las Rivas. De alguna manera es “como desmontar un coche para ver qué piezas encajan entre sí” para hacer funcionar al conjunto y lo hacen de una manera tan precisa que es “como una llave y una cerradura”.

El grupo del Centro de Investigación del Cáncer y del IBSAL está especializado en el análisis bioinformático, pero además cuenta con una amplia experiencia en técnicas proteómicas, así que lleva cinco años colaborando con Harvard en este proyecto. “Hemos visto cómo obtienen los datos experimentales y hemos participado en ese proceso. Después, nos encargamos del análisis”, señala el investigador.

De hecho, “nosotros ya teníamos una base de datos de interactomas de proteínas que habíamos construido a partir de publicaciones científicas a nivel mundial sobre interacciones moleculares reportadas en artículos científicos concretos y a ellos este trabajo les ha sido muy útil de cara a los experimentos”.

Lo más importante de este trabajo es que ahora, al conocer mejor las proteínas humanas, muchos otros investigadores pueden acudir a este mapa de sus relaciones y avanzar en la comprensión de procesos fisiológicos normales, así como en el estudio de patologías. “Una proteína puede ser objeto de estudio en una enfermedad y este trabajo te explica con qué otras proteínas se relaciona”, comenta Javier de las Rivas.

Un buen ejemplo es lo que sucede con el coronavirus que ha provocado una pandemia. “La proteína S del coronavirus se une a la proteína AC2, que está en la superficie de ciertas células humanas. Sin esa unión, no podría invadir nuestras células. Gracias a este trabajo, ahora sabemos con qué otras proteínas interactúa la AC2 dentro de la célula y por eso parte de nuestro mapa puede ayudar a combatir la COVID-19. La mejor manera de evitar el coronavirus es que no pueda entrar a las células humanas. Si bloqueamos esa interacción, tendríamos una cura”, explica.

En general, el interactoma puede servir para que otros investigadores busquen terapias contra cualquier enfermedad. “Si están ensayando fármacos y quieren bloquear una interacción molecular que es crítica en un proceso patológico, podrían ver qué proteínas están implicadas”, apunta el experto.

En este estudio, que ha sido coordinado por Marc Vidal, de la Universidad de Harvard y del Dana-Farber Cancer Institute de Boston, además de los científicos españoles han participado también grupos de investigación de Canadá, Bélgica, Hungría, Israel, Reino Unido, Italia y Francia. (Fuente: DICYT)