Nuevo método para identificar con gran precisión las proteínas de la superficie celular

Unos científicos han desarrollado un nuevo método capaz de identificar, con mayor sensibilidad y precisión que lo conseguible por otros métodos, las proteínas presentes en la superficie de las células. Esas proteínas son fundamentales en la comunicación celular y están entre las principales dianas en terapias innovadoras.

El logro es obra de un equipo internacional, en el que participan el Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra (IPBLN) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, y el Instituto Oncológico Barts, adscrito a la Universidad Queen Mary de Londres en el Reino Unido. Entre los autores del trabajo figuran Pedro Cutillas, del IPBLN y Ana Levi, del Instituto Oncológico Barts.

El nuevo método, denominado SUCAM (Surfaceome Capture by Multiplex Biotinylation, por sus siglas en inglés), es pionero en el ámbito de la biomedicina y las terapias personalizadas y podría acelerar el descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.

La técnica SUCAM permite captar las proteínas de la superficie celular —el denominado surfaceoma— marcándolas con una molécula derivada de la biotina, una vitamina, que actúa como etiqueta para identificarlas y “capturarlas”.

Las proteínas situadas en la superficie de las células actúan como “antenas” receptoras de señales, puerta de entrada para determinadas moléculas o como marcadores que permiten al sistema inmunitario distinguir unas células de otras. Además, constituyen una de las principales dianas de terapias innovadoras, como las que emplean células CAR-T (linfocitos T modificados genéticamente para añadirles el receptor CAR, que permite reconocer y destruir a las células tumorales) o los fármacos inmunoconjugados (terapias dirigidas que combinan un anticuerpo monoclonal con un agente de quimioterapia, liberado en el interior de las células tumorales, reduciendo el daño a las células sanas).

Ventajas del método SUCAM

Hasta ahora, las técnicas utilizadas para estudiar estas proteínas de superficie presentaban importantes limitaciones. Muchas de las proteínas de superficie son difíciles de detectar porque aparecen en bajas cantidades, no se disuelven bien en agua, debido a sus propiedades muy hidrofóbicas; o quedan enmascaradas por proteínas internas de la célula. Además, los métodos de detección existentes suelen requerir grandes cantidades de muestra tumoral y solo permiten analizar determinados grupos químicos de las proteínas.

Con el objetivo de superar estas barreras, los investigadores diseñaron la citada técnica SUCAM, basada en la combinación simultánea de distintos reactivos, de forma que se pueden marcar proteínas de membrana con diferentes características químicas. El estudio realizado al respecto demuestra que la combinación de reactivos químicos amplía la cantidad detectable de proteínas de superficie celular y mejora la capacidad de cuantificación de proteínas de membrana. En conjunto, los resultados demuestran que SUCAM permite identificar más proteínas de membrana y superficie celular que los métodos convencionales.

Una de las principales ventajas de este sistema es su sensibilidad. En las pruebas, el método SUCAM funcionó con eficacia utilizando una cantidad de muestra significativamente menor que la requerida por otras técnicas de surfaceómica. Gracias a esta sensibilidad y capacidad para analizar muestras reducidas, SUCAM podría resultar especialmente útil en estudios clínicos donde el material biológico disponible es limitado.

Aplicaciones en leucemia

Para superar esta limitación, el equipo diseñó una aproximación distinta. En vez de utilizar un único reactivo de marcado, SUCAM emplea varios de forma secuencial para etiquetar diferentes grupos químicos presentes en las proteínas de superficie. Aplicaron SUCAM a diferentes líneas celulares de leucemia mieloide aguda, la más frecuente en adultos en el mundo occidental, y lograron identificar tanto antígenos tumorales ya conocidos, capaces de inducir una respuesta inmunitaria, como otras proteínas cuya función en esta enfermedad todavía no había sido descrita. Aunque su papel exacto en la leucemia todavía no está definido, representan candidatos interesantes para futuras investigaciones.

Representación de las proteínas de superficie de la membrana celular externa. (Imagen generada con IA)

Los autores del trabajo destacan que esta tecnología podría facilitar también el descubrimiento de nuevos biomarcadores diagnósticos y futuras dianas terapéuticas para inmunoterapia, tanto en tumores hematológicos (sangre) como en cánceres sólidos.

En un momento en que las terapias dirigidas dependen cada vez más de encontrar moléculas específicas en la superficie celular, SUCAM se perfila como una herramienta capaz de ampliar ese catálogo y, con ello, abrir nuevas oportunidades para diseñar terapias más precisas.

El estudio se titula “Surfaceome Capture by Multiplex Biotinylation Enables Enhanced Identification of Cell Surface Proteins by Mass Spectrometry”. Y se ha publicado en la revista académica Molecular & Cellular Proteomics. (Fuente: IPBLN / CSIC)