Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST) han desarrollado un método innovador para visualizar hasta decenas de proteínas diferentes simultáneamente en la misma célula. Esta tecnología podría ayudar a los científicos a dilucidar las complejas interacciones de proteínas involucradas en enfermedades degenerativas como el Alzheimer, profundizar en el conocimiento de sus mecanismos y permitir la detección y el tratamiento tempranos.

Las enfermedades degenerativas como el Alzheimer a menudo implican interacciones complejas entre múltiples proteínas y otras biomoléculas. Comprender estas interacciones utilizando tecnologías de imagen existentes es difícil debido a la resolución insuficiente y la imposibilidad de detectar simultáneamente muchas proteínas diferentes.

En un estudio interdisciplinario reciente, un equipo de investigación dirigido por los profesores Dae Won Moon y Su-Il In del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk desarrolló un enfoque innovador que extiende las aplicaciones de la espectrometría de masas de iones secundarios desde su propósito original en la industria de los semiconductores al campo de las imágenes biomédicas. La espectrometría de masas de iones secundarios permite a los investigadores analizar la composición de las superficies y ofrece una resolución muy alta. Usar esta tecnología para obtener imágenes de proteínas era imposible, hasta ahora.

En este enfoque novedoso, diferentes nanopartículas de óxidos metálicos se unen individualmente a anticuerpos que se unen a proteínas diana específicas. El espectrómetro de masas puede detectar fácilmente estas nanopartículas incluso a bajas dosis de irradiación, lo que deja el tejido celular intacto y permite múltiples análisis en las mismas células. A través de este enfoque, teóricamente es posible analizar decenas de proteínas simultáneamente. Esto supera ampliamente los enfoques basados ​​en fluorescencia existentes, que permiten la obtención de imágenes simultáneas de alrededor de cuatro proteínas.

Los investigadores utilizaron su método para comparar la distribución de proteínas en el tejido cerebral de ratones que estaban sanos o tenían Alzheimer. Demostraron que se podía obtener información valiosa al observar las distribuciones de proteínas multiplex en el hipocampo y demostraron cómo estas diferían entre ratones sanos y enfermos.

Alcanzar estos resultados requirió combinar conocimientos de muchas disciplinas. El profesor Moon dice:"Para mi, Un punto culminante especial de este trabajo es la colaboración de muchos investigadores de diferentes orígenes, como los químicos, expertos en nanopartículas, doctores en medicina, y biólogos. No fue fácil y tomó mucho tiempo, pero fue emocionante ver el progreso. Ahora podemos visualizar múltiples proteínas en las membranas celulares con una resolución espacial de 300 nanómetros ".

Él espera que este nuevo enfoque de imágenes se convierta en una herramienta importante para profundizar nuestro conocimiento sobre las enfermedades degenerativas. "La técnica propuesta podría usarse para descubrir las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer, permitiendo a su vez la detección y el tratamiento tempranos, " él dice.