MADRID, 14 Abr. (EUROPA PRESS) -
Expertos de la Universidad de California en San Diego, en colaboración con investigadores de la Universidad de Stanford, la Facultad de Medicina de Harvard (ambas en Estados Unidos) y la Universidad de Columbia Británica (Canadá), han creado un mapa interactivo y completo de las células U2OS, asociadas con tumores óseos pediátricos.
Combinaron imágenes microscópicas de alta resolución e interacciones biofísicas de proteínas para mapear la arquitectura subcelular y los ensamblajes proteicos en la célula. El mapa reveló funciones proteicas previamente desconocidas y ayudará a los investigadores a comprender cómo las proteínas mutadas contribuyen a enfermedades como los cánceres infantiles. También servirá como referencia para desarrollar mapas de otros tipos de células. El estudio se publica en 'Nature'.
"Basándonos en los fundamentos de la biología celular y en las imágenes de libros de texto sobre células, podríamos pensar que lo entendemos todo sobre ellas. Pero lo sorprendente es que, para ningún tipo de célula humana, realmente disponemos de un catálogo de piezas y un manual de ensamblaje adecuados", desarrolla el coautor principal, el doctor Trey Ideker, profesor de medicina, profesor adjunto de la Escuela de Ingeniería Jacobs y miembro del Centro Oncológico Moores de la Universidad de California en San Diego.
Los investigadores emplearon una técnica llamada purificación por afinidad para aislar proteínas individuales y documentar sus interacciones con otras proteínas. Además, analizaron más de 20.000 imágenes del interior de células marcadas con un colorante fluorescente para identificar las proteínas de interés del Atlas de Proteínas Humanas.
La combinación de estos datos de más de 5.100 proteínas reveló 275 conjuntos proteicos distintos de diferentes tamaños dentro de las células U2OS.
"Históricamente, los científicos han estado sesgados por la idea de que un gen codifica una proteína con una sola función", añade la coautora principal, la doctora Emma Lundberg, profesora asociada de bioingeniería y patología en la Universidad de Stanford. "Sin embargo, ahora se conoce un número creciente de proteínas multifuncionales, y aunque probablemente aún subestimamos su número, este estudio demuestra la importancia de la integración de datos multimodales para revelar estas propiedades multifuncionales".
Los investigadores descubrieron 975 funciones previamente desconocidas para las proteínas del mapa. Por ejemplo, C18orf21, una proteína recientemente descubierta cuya función se desconocía previamente, parece estar involucrada en el procesamiento del ARN, según el estudio, y la proteína DPP9, conocida por cortar proteínas en regiones específicas, está implicada en la señalización del interferón, importante para combatir infecciones.
El modelo se basó en una enorme base de conocimientos que absorbió de la literatura científica sobre proteínas. Los investigadores solicitaron a GPT-4, una gran herramienta de inteligencia artificial de modelos de lenguaje similar a ChatGPT, la función de las proteínas individuales y cómo trabajaban juntas en los ensamblajes de proteínas. Esto tomó una fracción del tiempo que le tomaría a un investigador humano. Esta herramienta de análisis basada en GPT-4, publicada recientemente en Nature Methods , resumió el tema común de cada ensamblaje de proteínas y propuso nombres para ellos, que se utilizaron en el mapa celular.
De hecho, al localizar proteínas mutadas en el mapa celular, los investigadores pudieron identificar 21 conjuntos frecuentemente mutados en el cáncer infantil. Dentro de estos grupos, gracias al estudio, se descubrió que 102 proteínas mutadas estaban estrechamente relacionadas con el desarrollo del cáncer. Los hallazgos tienen implicaciones para la investigación del cáncer a nivel molecular y celular.
"Necesitamos dejar de mirar el nivel de mutaciones individuales, que son muy raras, esporádicas y casi nunca se repiten de la misma manera dos veces, y comenzar a mirar la maquinaria común dentro de las células que se ve alterada o secuestrada por estas mutaciones", finalizan los investigadores.
