La tecnología está madura para ampliar el álbum de “fotos” 3D de proteínas de membrana, hoy al 3%


Un 30% de las proteínas humanas actúan en las membranas celulares y más del 50% de los fármacos incide sobre ellas.

Nuevos microscopios de alta resolución y programas de cálculo 3D, clave para aumentar las estructuras atómicas disponibles, que hoy son 440, un 3% de las 15.000 estimadas.

Hoy empiezan tres días de congreso en Barcelona con 150 científicos internacionales, invitados por la Fundación BBVA y el IRB Barcelona.

Todas nuestras células tienen membranas que separan el exterior y el interior. En estas y otras membranas celulares ejercen su trabajo el 30% de todas las proteínas humanas. Se trata de trasportadores, receptores, canales y otras máquinas proteicas, que cumplen con funciones propias de un lugar fronterizo: transporte, recepción y transmisión de señales y apertura de canales para permitir el paso e intercambio de sustancias.

“El potencial terapéutico de este tipo de proteínas es enorme y hay un inmenso interés biomédico y de la industria para desentrañar cómo funcionan molecularmente; estamos en unos porcentajes muy bajos todavía de conocimiento de su estructura atómica pero esto ya está cambiando”, asegura Manuel Palacín, uno de los pocos expertos en España que trabaja en la estructura atómica de este tipo de moléculas. “Sin información estructural a alta resolución de estas máquinas moleculares el conocimiento sobre función biológica, interacciones con otras proteínas y desarrollo farmacológico se desarrolla de forma lenta e ineficiente”, indica el investigador del IRB Barcelona.

Más del 50% de los fármacos actuales se dirigen a proteínas de membrana, sobre todo, a receptores de señales de los que sí se dispone de estructura atómica. Para estos receptores se han desarrollado fármacos para tratar el cáncer y muchas otras enfermedades. “Como todas las proteínas, las de membrana también son susceptibles de ser causa primigenia de enfermedad o ser mecanismo patológico de muchas enfermedades”.

El equipo de Manuel Palacín descubrió en 1994 uno de las primeras bases moleculares de una enfermedad causada por mutaciones en un transportador, la cistinuria, con una incidencia de un caso por cada 7.000 nacimientos. “Estamos en el camino de revelar las estructuras atómicas de esta familia de proteínas de membrana en estudio, lo que nos permitirá empezar a buscar fármacos para intervenir en las enfermedades asociadas a estos transportadores”, señala Palacín.

Nada menos que alrededor de 5.000 genes codifican para proteínas proteínas de membrana, lo que supone aproximadamente una tercera parte del genoma humano. “Las dificultades para conocer su estructura atómica viene de su ubicación que ha ralentizado su producción, cristalización, y estudio a resolución atómica. Un picar piedra incansable de algunos grupos en el mundo ha permitido consolidar la metodología de estudio, y desarrollos tecnológicos clave en la ultra crio-microscopía electrónica nos augura un buen ritmo de conocimiento”, asegura este experto.

En 1985 se describió la primera estructura; en 2008 la comunidad científica aumentó el álbum hasta las 100 y, a día de hoy, la base de datos contiene 440 estructuras. “Ha habido fases en los últimos años en que cada número de la revista Nature contenía un artículo sobre una estructura de proteína de membrana y el crecimiento actual de conocimiento es ya exponencial” explica Palacín.

De esta revolución y del avance en el conocimiento de proteínas de membrana y de las consecuencias en farmacología hablarán más de 150 expertos internacionales que desde el lunes y hasta el miércoles estarán reunidos en el Institut d’Estudis Catalans de Barcelona citados por los coorganizadores Sir John Walker, de la Universidad de Cambridge, y Manuel Palacín y Miquel Coll, del IRB Barcelona. Se trata de la 25ava Conferencia Barcelona Biomed, organizada junto a la Fundación BBVA, titulada “Transportadores y otras máquinas moleculares”.