Una nueva herramienta de análisis de proteínas desarrollada en la Universidad de Buffalo podría aumentar enormemente la velocidad y precisión con las que se analizan los efectos de las enfermedades y los fármacos.

La herramienta innovadora, llamado IonStar, es el primero en proporcionar una precisión casi perfecta al cuantificar y comparar la abundancia de proteínas en el cuerpo de personas sanas y enfermas.

En comparación con el estándar de la industria MaxQuant, IonStar mejoró la consistencia de la medición de proteínas en baja abundancia y redujo la cantidad de datos faltantes en los resultados del 17% al 0,1%. un nivel que nunca se ha logrado con grandes muestras.

La nueva herramienta podría aumentar la calidad y precisión del diagnóstico médico y acelerar el ritmo del desarrollo farmacéutico.

"IonStar cambiará por completo el rostro de la industria y la investigación clínica y farmacéutica, donde las grandes investigaciones son a menudo críticas, "dice Jun Qu, Doctor., investigador principal y profesor de la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas de la UB.

La investigación fue publicada ayer en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) .

Jugando a encontrar la diferencia

La abundancia de proteínas en el cuerpo que se corresponden con enfermedades o reacciones farmacéuticas puede proporcionar a los investigadores pistas vitales para diagnosticar con precisión una afección. y para desarrollar terapias potenciales y evaluar los efectos de las drogas.

Las herramientas de análisis de proteínas se utilizan para cuantificar y comparar la abundancia de proteínas en grupos de individuos sanos con aquellos que están enfermos o tratados con un medicamento. Cambios en la abundancia de proteínas. cuando se analizan juntos, a menudo revelan nuevos biomarcadores.

El desafío para los investigadores es que las herramientas actuales no son eficientes para analizar un gran número de muestras. Un tipo de método, el método de etiquetado, utiliza etiquetas químicas para etiquetar proteínas. El problema:el software solo puede analizar hasta 10 muestras a la vez, dificultando a los investigadores la realización de estudios clínicos y farmacéuticos típicos, dice Qu.

La alternativa, el método sin etiquetas, puede analizar una gran cantidad de muestras a la vez a expensas de la exactitud y precisión, haciendo que los investigadores pierdan tiempo y recursos validando biomarcadores identificados falsamente.

IonStar aumenta la exactitud y la precisión y reduce los datos faltantes al mejorar los métodos de preparación de muestras, diseños de alineación y detección de características para análisis de espectrometría de masas.

"Por ejemplo, en ensayos clínicos, comparar a un puñado de pacientes no le lleva a ninguna parte, "dice Qu." Si puede analizar una gran cantidad de pacientes con datos de alta calidad, puede descubrir y rastrear biomarcadores de manera mucho más precisa y confiable. Lo mismo ocurre con las investigaciones farmacéuticas ".

Demostrando el concepto en lesión cerebral traumática

Los investigadores utilizaron IonStar para cuantificar proteínas en ratas con lesión cerebral traumática, una condición debilitante que representa 2.2 millones de visitas a la sala de emergencias anualmente en los Estados Unidos.

Usando 100 muestras de tejido, IonStar identificó 7, 000 proteínas, incluyendo 1, 000 que diferían en abundancia, sin perder datos.

IonStar también midió proteínas de baja abundancia con mayor exactitud y precisión que otras herramientas de análisis predominantes. Esta capacidad es fundamental, dice Qu, porque las proteínas que aparecen en cantidades más pequeñas juegan un papel más influyente en el organismo.

"Si las proteínas de nivel superior son soldados, luego, las proteínas de nivel inferior son los comandantes. Son los reguladores que le dicen a las proteínas de nivel superior qué hacer, "dice Qu.

Qu ha utilizado IonStar y técnicas similares para analizar la variación de proteínas en el cáncer, diabetes, enfermedad cardiovascular, neurodegeneración y degeneración de la retina también.

El trabajo futuro en IonStar se centrará en ampliar la cantidad de muestras que la herramienta puede analizar.