Una nueva técnica desarrollada en el Instituto Politécnico Rensselaer permite a los investigadores recopilar grandes cantidades de información bioquímica de muestras de huesos a nanoescala.

Además de agregar nuevos conocimientos importantes sobre la lucha contra la osteoporosis, esta innovación abre un enfoque completamente nuevo basado en la proteómica para analizar la calidad del hueso. Incluso podría ayudar al estudio arqueológico y forense de esqueletos humanos.

"Podemos tomar muy pequeñas, muestras de hueso de tamaño nanométrico, y determinar las firmas de proteínas del hueso, "dijo Deepak Vashishth, jefe del Departamento de Ingeniería Biomédica de Rensselaer, quien dirigió el estudio. "Este es un método relativamente rápido una manera fácil para nosotros de determinar la historia del hueso, cómo y cuándo se formó, así como la calidad del hueso, y su probabilidad de fractura ".

Resultados del estudio, titulado "Caracterización bioquímica de las principales proteínas de la matriz ósea utilizando muestras óseas de tamaño nanométrico y metodología proteómica, "fueron publicados en línea a fines de mayo por la revista Proteómica molecular y celular. El periódico, publicado por la Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular, también incluirá el artículo en una próxima edición impresa.

La investigación, financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., se llevó a cabo en los laboratorios del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios de Rensselaer.

Los huesos se componen principalmente de minerales, con la cantidad restante compuesta de material orgánico. La gran mayoría del material orgánico es colágeno. El material orgánico no colágeno restante es una mezcla de otras proteínas, que forman una matriz interconectada. La calidad de esta matriz varía mucho con la edad, nutrición, y enfermedad. Vashishth y su grupo de investigación investigan esta matriz ósea para determinar cómo la interacción y modificación de proteínas individuales impactan en el desarrollo, estructura, y fuerza del hueso en general.

En este estudio, emparejaron la microscopía de captura láser con varias otras técnicas para crear un método completamente nuevo para analizar la matriz ósea. El análisis arroja datos sobre la concentración de diferentes proteínas en la matriz ósea, lo que a su vez conduce a información clave sobre el hueso, como cuándo se formó, cómo se ha modificado, y si es más o menos propenso a fracturarse.

Vashishth dijo que este es un paso importante hacia el aumento de las técnicas actuales de diagnóstico de osteoporosis, que miden la pérdida ósea y la cantidad de hueso presente, con nuevo, mínimamente invasiva, Técnicas impulsadas por la proteómica para evaluar la calidad del hueso.

El campo joven de la proteómica se centra en la estructura y función de las proteínas, y está listo para la innovación, Dijo Vashishth. El término "proteómica" se hace eco de la palabra genómica, el estudio de los genes. La proteómica busca decodificar el proteoma humano documentando la estructura, función, e interacciones de proteínas.

"Esta es una especie de área nueva, porque la fractura ósea siempre se ha considerado desde la perspectiva del calcio óseo, una perspectiva mineral, y los métodos actuales de tratamiento de la osteoporosis están todos orientados a eso, ", dijo." En la osteoporosis, Se ha prestado muy poca atención a las proteínas óseas. Es por eso que estamos muy entusiasmados con nuestro nuevo método basado en proteómica para leer la firma de proteína de un hueso, y evaluar la calidad del hueso. Creo que abre una nueva vía para abordar y estudiar la osteoporosis ".

Como todos los tejidos del cuerpo humano, los huesos se regeneran con el tiempo. Los huesos se regeneran mucho más lentamente que otros tejidos, sin embargo, y el esqueleto tarda unos 10 años en reemplazarse gradualmente por tejido nuevo. Las diferentes partes de un hueso se regeneran a diferentes velocidades, lo que significa que algunas áreas de un hueso pueden ser más antiguas y más susceptibles a fracturas, mientras que otras áreas del mismo hueso son más nuevas y resistentes. Las partes más viejas y más jóvenes de un hueso tienen diferentes firmas de proteínas y reaccionan de manera diferente a los tratamientos médicos. Vashishth dijo que su nuevo método es una manera fácil de ayudar a diferenciar entre diferentes áreas envejecidas del hueso, determinar su calidad, y pronosticar su susceptibilidad a fracturas.

Finalmente, además de impulsar el campo emergente de la proteómica ósea y abrir nuevas posibilidades para estudiar y tratar la osteoporosis, Los hallazgos de Vashishth podrían resultar útiles para los investigadores de otras áreas que se ocupan de los huesos. Forense, biología, antropología, arqueología, y otras áreas donde las muestras de hueso son realmente raras, pequeña, y muy probablemente resultaría útil analizar las firmas de proteínas óseas con un daño mínimo en la muestra de hueso, él dijo. Esta información de la firma de proteínas podría ofrecer una nueva perspectiva sobre cómo se formaron los huesos, junto con la nutrición y la dieta de esas personas.