Newsletter RNBIO Luglio 2009, Anno 1, Numero 3

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Oncoproteomica e Bioinformatica

Gli studi di proteomica sono ampiamente usati nella ricerca biomedica per ottenere informazioni sui processi biologici in condizioni specifiche. La proteomica dà un quadro dettagliato della presenza, integrità e/o modificazioni dell’insieme di proteine estratte da una qualunque origine. Per scopi medici, la proteomica offre prospettive per la diagnosi precoce di patologie e per la scelta della terapia più efficace. Infatti, campioni come siero, plasma e altri tipi di estratti contengono proteine la cui struttura covalente può essere modificata in stati patologici ben precisi che possono indurre (o impedire) processi quali la glicosilazione, la fosforilazione, la metilazione o l’aggiunta di altri gruppi chimici alle proteine. Più generalmente, l’espressione di una proteina intera può essere alterata in condizioni patologiche. In tutti questi casi, il pattern proteomico analizzato tramite tecniche di spettrometria di massa può evidenziare differenze dovute alla patologia. In modo analogo, la proteomica comparativa può essere sfruttata per valutare gli effetti di una specifica terapia.
Tra le migliaia di proteine e peptidi presenti in un campione di siero, che rappresenta il proteoma, pochi segnali chiave possono essere marcatori significativi dello stato patologico, e la loro identificazione all’interno del proteoma rappresenta un campo di ricerca ancora aperto. L’individuazione dei marcatori e la loro caratterizzazione completa ha un numero di vantaggi, tra cui l’opportunità di usarli per uso diagnostico e l’aumento della conoscenza sugli effetti patologici a livello molecolare, richieste per sviluppare nuovi farmaci e terapie. E’ quindi evidente il motivo per cui la proteomica viene utilizzata in molti studi di tipo oncologico: se da un lato è possibile ottenere informazioni sui meccanismi molecolari di rilievo per lo specifico stato patologico, dall’altro è anche possibile ottenere un utile metodo di diagnosi, anche precoce, realizzabile in forma di un semplice kit diagnostico da utilizzare in modo non invasivo per analizzare campioni di fluidi biologici.
La spettrometria di massa è la tecnica di elezione per caratterizzare il proteoma e le sue modificazioni. Lo spettro di massa rappresenta un profilo molecolare del campione in analisi, ottenuto con sempre maggiore precisione e tecniche automatizzate. Malgrado il grande numero di segnali ottenuti nell’analisi proteomica, le modificazioni molecolari possono essere individuate e i marcatori degli stati patologici possono essere identificati.
Il ruolo della bioinformatica in questo contesto è quello di fornire strumenti adeguati alla gestione e analisi della gran quantità di dati che vengono accumulati, ma soprattutto di sfruttare le potenzialità di metodi di calcolo e strategie di analisi più avanzate e adatte al tipo di dato sperimentale. E’ grazie agli strumenti della bioinformatica che, a partire dalla gran quantità di peptidi generati dalla frammentazione della miscela di proteine, è possibile individuare quali siano le proteine presenti, anche in modo comparativo, in un determinato campione oggetto dell’analisi.

Angelo Facchiano
(angelo.facchiano@isa.cnr.it)

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