Aplicaciones de la proteómica de huesos

Actualizado: 12 ago 2020

La proteómica ósea, un estudio centrado en proteínas existentes en materiales óseos, ha sido beneficioso para su uso tanto en medicina como en ciencia forense. El papel de los estudios proteómicos sobre el perfil de proteínas ha proporcionado información sobre el envejecimiento, la enfermedad ósea y el cáncer.

Hueso

No obstante, el estudio también se ha expandido al campo de la ciencia forense al observar la descomposición del proteoma en los tejidos óseos para calcular el intervalo de tiempo después de la muerte.


Envejecimiento de la médula ósea

El envejecimiento de la médula ósea está relacionado con los cambios genéticos que ocurren en el proteoma y dentro de las células de la médula ósea. Este envejecimiento, que afecta las funciones de la médula ósea, puede provocar enfermedades graves como leucemia, cáncer y osteoartritis.


Sin embargo, a través de tecnologías sofisticadas y avanzadas, la proteómica puede revelar un conjunto completo de información sobre el envejecimiento de la médula ósea y los cambios realizados a partir de este envejecimiento.


A medida que uno envejece, el proteoma existente en la médula ósea experimenta alteraciones. A través de los cambios en los proteomas de la médula ósea, el mecanismo del envejecimiento puede examinarse observando las alteraciones del patrón.


Un estudio muestra que las células multipotentes existentes en la médula ósea, MSC, están experimentando cambios en la dinámica del citoesqueleto. El envejecimiento de la médula ósea también muestra la reducción en la expresión del miembro del sistema antioxidante, peroxiredoxina-2.

Aunque el estudio ha mostrado resultados positivos en el estudio del envejecimiento de la médula ósea, la reproducibilidad de la proteómica y la heterogeneidad existen como desafíos para el análisis. El problema de la reproducibilidad puede mejorarse mediante una mejor separación e instrumentos proteómicos cuantitativos para producir hallazgos más precisos y exactos.


Osteoporosis

La proteómica se puede utilizar para estudiar biomarcadores y procedimientos terapéuticos. Los estudios han demostrado que la inestabilidad entre la formación y resorción ósea juega un papel en las enfermedades óseas en la mayoría de los casos encontrados. Una enfermedad ósea común que ha afectado a mujeres posmenopáusicas y hombres de edad avanzada es la osteoporosis.


La enfermedad metabólica ósea puede ser causada por el envejecimiento, la deficiencia de calcio y la ingesta de estrógenos cuando se produce la osteoporosis primaria. Mientras que la osteoporosis secundaria está relacionada con otras enfermedades de hiperparatiroidismo, mielomatosis y exceso de glucocorticoides.

Un estudio proteómico revela los diferentes objetivos terapéuticos a través del perfil de proteínas aisladas en la fatiga y el cúbito en el medio del corazón de las ratas por LC-MS / MS. Un estudio muestra que existe un vínculo entre una medicina herbal china llamada salvia militiorrhiza y la osteoporosis.

Sin embargo, se presentan desafíos para las técnicas de LC-MS / MS en la detección de una baja cantidad de proteínas en los tejidos óseos. Se necesitan tecnologías más avanzadas con mejor sensibilidad para ayudar al estudio de la proteómica en enfermedades óseas para biomarcadores eficientes y detección terapéutica



Cáncer de hueso

El papel de los avances tecnológicos en la proteómica ósea proporciona contribuciones prometedoras al cáncer. El cáncer puede estudiarse para su tratamiento, a través de los marcadores de diagnóstico tomados del perfil de proteínas.


La proteómica puede determinar el estado de la enfermedad mediante la observación de los cambios en los procesos celulares desde la expresión de proteínas, las interacciones entre proteínas hasta las modificaciones postraduccionales.


Además de identificar las alteraciones en la expresión de la proteína, la proteómica puede diagnosticar, controlar y tratar el cáncer mediante la búsqueda de biomarcadores. Se pueden utilizar técnicas analíticas para separar las proteínas de los tejidos, así como para la identificación de estas proteínas.


La electroforesis en gel y la HPLC son técnicas comunes utilizadas por los científicos para separar estas proteínas de matrices complejas y la espectrometría de masas se puede utilizar para la identificación.


El descubrimiento de biomarcadores puede proporcionar información sobre la progresión del tumor en un paciente a través del sensible y conveniente instrumento SELDI-TOF MS. El instrumento es capaz de identificar, caracterizar y secuenciar características clave de proteínas para indicar diversas enfermedades óseas.


Los fluidos biológicos como el plasma, la orina y la sangre del cáncer de próstata, el osteocondroma y el cáncer de seno se perfilan para indicar el estado de la enfermedad ósea. El descubrimiento de biomarcadores también es capaz de determinar las diferentes etapas de la enfermedad en los pacientes.

Para garantizar que los descubrimientos se puedan utilizar adecuadamente para supervisar las necesidades de los pacientes, se necesita una mejor metodología, métodos de recolección de muestras reproducibles y análisis bioinformáticos aprobados para más pacientes.


Ciencia forense

El estudio de la proteómica se aplica a los huesos ya que las piezas están compuestas por aproximadamente el 70% de la fase inorgánica, cristales de hidroxiapatita, mientras que el 30% son la fase orgánica formada por proteínas (predominantemente proteínas colágenas). Las proteínas son vitales para la formación de los huesos y su remodelación, mientras que los cristales de

hidroxiapatita evitan que las proteínas se degraden.


Sin embargo, las interacciones dentro de las moléculas existentes en los huesos se ven interrumpidas por el filtrado de proteínas del entierro. Se pueden producir daños en las proteínas debido a la reacción inestable de la hidrólisis de los enlaces peptídicos, dejando pequeñas cantidades de colágeno presentes. Los cambios en la desamidación pueden proporcionar más detalles sobre el cálculo de la descomposición por su dependencia del tiempo.


La tasa de esta hidrólisis no enzimática que ocurre en los residuos de aminoácidos de glutamina y asparagina está influenciada por condiciones externas que pueden revelar la edad geológica de los huesos. A través de estas interacciones biomoléculas en los tejidos óseos, la velocidad a la que la descomposición de las proteínas puede proporcionar estimaciones de tiempo eficientes durante la autopsia.





Fuente: Traducción libre de azolifesciences.com

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