Page 9 - Periódico Institucional La U Octubre 2021

Investigación 9
El Síndrome de Hunter ya cuenta con una

nueva alternativa: la Interactómica

Carolina Cardona Ramírez
Docente – Investigadora Programa de Medicina, U.D.C.A

a mucopolisacaridosis tipo II, también de estos sustratos, como la Terapia de
conocida como síndrome de Hunter, Reemplazo Enzimático; no obstante,
Les una enfermedad metabólica una de las principales limitaciones este
hereditaria, causada por la deficiencia tratamiento es la poca capacidad de
de la enzima lisosomal iduronato-2- la proteína recombinante exógena de
sulfatasa, en otras palabras, es una rara atravesar la barrera hemato-encefálica
enfermedad recesiva, ligada al cromosoma (BBB). Como una alternativa para
X, por la deficiencia o insuficiencia de esta esclarecer la relevancia fisiológica
enzima IDS. Esta deficiencia conduce a la diferente a la función meramente
acumulación intracelular progresiva de los catalítica de la proteína IDS y como
glucosaminoglicanos heparán y dermatán una estrategia para la búsqueda de
sulfato, provocando graves daños, a nuevas dianas terapéuticas, dirigimos
nivel del sistema nervioso central y otros aproximaciones interactómicas, que
tejidos, entonces, IDS es requerida para permitieron identificar, bajo condiciones
su degradación. fisiológicas, las redes de interacción
proteína-proteína, en la que IDS podría
Los sustratos no metabolizados, se estar asociada funcionalmente (Figura 1).
acumulan dentro del lisosoma de
diferentes tejidos, incluyendo el sistema Las redes de interacción proteína-proteína
nervioso central (SNC), lo que conduce son fuentes importantes de información
a un daño celular progresivo. Las de procesos biológicos y funciones
manifestaciones clínicas de pacientes metabólicas complejas en células vivas. En
con MPS II, con fenotipo grave, incluyen, este trabajo, demostramos que los análisis
retraso mental, rasgos faciales gruesos, proteómicos permitieron el aislamiento Figura 2. Análisis bioinformático de proteínas que interactúan con IDS.
estatura baja, deformidades esqueléticas, y la identificación del proteoma de IDS
rigidez articular, degeneración retiniana, específico de cerebro en condiciones Los análisis in silico post fase experimental IDS; las proteínas, se identificaron en una
diarrea crónica, deterioro auditivo nativas, mediante Blue Native-PAGE permitieron predecir diez interacciones trampa de iones, acoplada a un sistema
progresivo e hidrocefalia comunicada. (BN-PAGE), elucidando nuevos roles físicas directas con IDS, mediante el uso de separación de péptidos, por nano flujo.
Por otro lado, los pacientes con fenotipo fisiológicos para esta proteína, asistiendo de algoritmos de clustering y biclustering Estos aislamientos de complejos
leve tienen características somáticas, procesos como la migración celular, la de ontología de genes (GO), anotados funcionales nativos y técnicas
como las observadas en pacientes con defensa inmune, el transporte vesicular para cada proteína, usando métodos de de cromatografía de afinidad de
fenotipo grave, pero con una tasa de y axonal entre otros (Figura 2). correlación de la información disponible en biomoléculas permitieron aislar 187
progresión reducida, sin afectación del genes ortólogos (los genes y/o proteínas proteínas interactoras de alta afinidad a
sistema nervioso central. Las alternativas Los datos de la figura 2, representan: homólogas en otros organismos), cuyas la proteína IDS, en modelos murinos. Para
de tratamiento actuales incluyen terapia A) Mapa de interacción construido en evidencias experimentales se encuentran validar algunas de estas interacciones,
de reemplazo enzimático (ERT), células Cytoscape. El análisis con GeneMANIA- en los repositorios de proteínas en línea se seleccionaron y se clonaron la región
madre, trasplante de médula ósea o de Cytoscape, se realizó seleccionando (Figura 2). Posteriormente, se realizaron codificante de 10 genes candidatos
células hematopoyéticas. redes de interacción físicas predichas y estudios de estructuras primarias y dentro de plásmidos, genéticamente
utilizando la ponderación basada en genes tridimensionales, para el modelamiento modificados; posteriormente, para
Aunque el almacenamiento de los de consulta. Se incluyeron interacciones de dichas interacciones, uno a uno, en validar las interacciones físicas predichas,
sustratos no metabolizados se físicas conocidas (línea púrpura) y nuevas función de la cercanía de motivos y mediante estudios bioinformáticos, se
considera como la causa principal de la interacciones (líneas naranjas), descritas dominios de unión. Previo a los análisis dirigieron herramientas biotecnológicas,
patogénesis de MPS II, varios estudios para bases de datos de proteínas de ratón in silico enfocados a la predicción de como el rastreo por doble híbrido
han demostrado que otras vías de y ortólogas; B) Imagen ampliada de la red proteínas de interacción física directa, en levadura (Yeast Two Hybrid). La
señalización y metabólicas también IDS primaria y C) Análisis de anotación se identificaron proteínas de cerebro de coexpresión de 10 proteínas con IDS in
podrían estar implicadas en este proceso en términos de GO, mediante DAVID ratón, tipo salvaje (WT), mediante BN- vivo en levaduras permitió identificar, al
degenerativo; por ejemplo, se ha descrito Bioinformatics Resources, para los 17 PAGE y cromatografía de alta afinidad menos, dos interacciones físicas con IDS
deterioro de la autofagia, procesos genes incluidos en la red IDS primaria. con la proteína recombinante humana (LSAMP y SYT1).
neuroinflamatorios, desregulación de
la homeostasis de calcio, de la sinapsis, Una de las mejores utilidades de la
pérdida de interacción ligando-receptor levadura en la biología molecular
y afectación de vías de señalización Wnt, es el sistema de doble hibrido. Esta
entre otros; sin embargo, las causas de los herramienta permite expresar genes
procesos neurodegenerativos están aún eucariotas en S. cerevisiae. La esencia
por esclarecer. experimental de esta metodología
subyace en la premisa de que, la mayoría
Estos hechos no solo limitan la de factores de transcripción eucariotas
comprensión de la patogénesis de la constan de dos dominios próximos, pero
enfermedad, también, el establecimiento no unidos para ser activos. Uno de estos
de nuevas terapias. En este contexto, el dominios es el encargado de unirse al
estudio in vivo e in silico de las redes de DNA (BD, binding domain), mientras que
interacción proteína-proteína representa el otro es el responsable de reclutar otras
una alternativa para comprender las bases proteínas, para el inicio de la transcripción
moleculares y celulares de este síndrome. (AD, activation domain). Cada uno de
estos dominios, se puede fusionar con
Actualmente, existen terapias enfocadas proteínas de interés, consiguiendo, así,
a mitigar el impacto de la acumulación dos proteínas quiméricas BD-X y AD-
Figura 1. Representación esquemática de enfoques proteómicos.