Un corazón sano late aproximadamente dos mil millones de veces durante la vida, gracias a la interacción de más de 10,000 proteínas. Investigadores del Instituto de Bioquímica Max Planck MPIB y el Centro Alemán del Corazón de la Universidad Técnica de Munich TUMahora han determinado cuáles y cuántas proteínas individuales están presentes en cada tipo de célula que ocurre en el corazón. Al hacerlo, compilaron el primer atlas del corazón humano sano, conocido como el proteoma cardíaco. El atlas hará que sea más fácilidentificar diferencias entre corazones sanos y enfermos en el futuro.
Las proteínas son las máquinas moleculares de las células, en las que realizan una variedad de funciones. Son producidas por las células en base a los planos almacenados en su ADN. Los cambios que ocurren a nivel de ADN o proteína pueden conducir a trastornos.Para ser reconocido como las causas subyacentes de la enfermedad cardíaca, es importante saber con precisión qué proteínas están presentes en el corazón sano y en qué cantidades.
mapa de proteínas del corazón
El primer atlas de proteínas del corazón fue publicado recientemente en "Nature Communications" por un equipo de investigación de Munich. Los científicos determinaron el perfil de proteínas de las células en todas las regiones del corazón, como las válvulas cardíacas, las cámaras cardíacas y las principalesvasos sanguíneos. Además, investigaron la composición de proteínas en tres tipos diferentes de células del corazón: fibroblastos cardíacos, células de músculo liso y células endoteliales. De esta manera, los investigadores pudieron mapear la distribución de proteínas en las diversas regiones delcorazón. Mediante espectrometría de masas, identificaron casi 11,000 proteínas diferentes en todo el corazón.
Los estudios anteriores se habían centrado en su mayor parte solo en tipos de células individuales, o utilizaron tejidos de corazones enfermos. "Este enfoque tiene dos problemas", dice Sophia Doll, del MPIB y autora principal del estudio. "Primero, los resultadosno proporcionó una imagen completa del corazón en todas sus regiones y tejidos; y en segundo lugar, a menudo faltaban datos comparativos sobre corazones sanos. Nuestro estudio ha eliminado ambos problemas. Ahora los datos pueden usarse como referencia para futuros estudios ".
"Al observar el atlas de proteínas del corazón humano, se puede ver que todos los corazones sanos funcionan de manera muy similar. Medimos composiciones de proteínas similares en todas las regiones con pocas diferencias entre ellas", dice Sophia Doll. También estuvimosSorprendido al descubrir que las mitades derecha e izquierda del corazón son similares, a pesar de tener funciones bastante diferentes: la mitad derecha bombea sangre pobre en oxígeno a los pulmones, mientras que la mitad izquierda bombea sangre rica en oxígeno desde los pulmones al cuerpo.
Enfermo vs saludable: identificando diferencias
En el siguiente paso, el equipo quería probar si los datos de corazones sanos podían servir como control para detectar cambios en corazones enfermos. Compararon sus valores con los proteomas cardíacos de pacientes con fibrilación auricular, un trastorno del ritmo muy común deel corazón. Los resultados de hecho proporcionaron pistas iniciales sobre la causa de la enfermedad. El tejido de los corazones enfermos era más diferente en las proteínas responsables del suministro de energía a las células.
La comparación proporcionó otro hallazgo interesante: aunque las proteínas involucradas en el metabolismo energético cambiaron en todos los pacientes, esos cambios diferían entre los individuos ". Estos hallazgos nos muestran cuán importante es la medicina personalizada. Aunque todos los pacientes tenían síntomas muy similares,vemos en los datos que una disfunción molecular diferente fue responsable en cada caso. Necesitamos aprender a reconocer y tratar tales diferencias individuales, especialmente en medicina cardíaca ", dice el profesor adjunto de enseñanza Dr. Markus Krane, Director Adjunto del Departamento deCirugía cardiovascular del Centro alemán del corazón de Munich en TUM.
casi 11,000 proteínas en menos de dos días
Markus Krane, junto con sus colegas del Departamento de Cirugía Cardiovascular Director: Profesor Rüdiger Lange, ha recogido más de 150 muestras de tejido de más de 60 operaciones cardíacas y muestras forenses. Mediante métodos elaborados de cultivo celular, pudieron extraer elvarios tipos de células a partir de ellos. Esta gran cantidad de material cardíaco fue un factor crucial para estudiar las regiones cardíacas individuales con tanta precisión. El profesor Matthias Mann, jefe del Grupo de Proteómica y Transducción de Señal en el MPIB, y su equipo llevaron a cabo amplias mediciones de espectrometría de masas.Gracias a los avances en espectrometría de masas y procesamiento de muestras, los investigadores están iluminando el camino hacia la medicina personalizada.
El equipo de MPIB otorga gran importancia a los métodos analíticos precisos, repetibles y rápidos. Han mejorado la técnica de medición en la medida en que ahora se puede determinar una región cardíaca completa en menos de dos días, el doble de rápido que antes.es crucial, especialmente para su uso potencial en pacientes.
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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