Biotecnologie Farmaceutiche

Proteomica quantitativa: Ricerca di bersagli molecolari nella lotta ai tumori

La proteomica è lo studio di tutte le proteine di un dato organismo, la proteomica quantitativa studia i livelli di espressione delle diverse proteine. Questa nuova scienza è spesso usata per determinare un particolare proteina, chiamata anche marcatore, che permette di differenziare due stati dell’organismo. Questo approccio è molto utilizzato per ricercare proteine marcatore che possono differenziare le cellule sana da cellule tumorali. Una metodicha utilizzata in questo campo è chiamata SILAC (Stable isotope labelling with amino acids in cell culture).

Questa tecnica prevede di coltivare delle cellule sane in un terreno “light” (normale), contrariamente le cellule tumorali vengono coltivate in un terreno “heavy” cioè contenente 2 aminoiacidi con isotopi pesanti non radioattivi (lisina e arginina). Dopo circa 5 duplicazioni cellulari, le cellule tumorali avranno incorporato completamente gli aminoacidi marcati e di conseguenza tutte le proteine tumorali saranno marcate con isotopi pesanti. Dopo questo passaggio vengono raccolte le cellule ed estratte le proteine dai due campioni, le proteine estratte da cellule sane e tumorali vengono miscelate insieme in un rapporto esattamente 1:1.

A questo punto avremo una grandissima quantità di proteine che dovranno essere separate attraverso processi cromatografici (HPLC o elettroforesi monodimensionale) per rendere più semplice il campione. Tutte le frazioni ottenute dalla separazione dovranno essere “digerite” con proteasi, cioè enzimi che tagliano altre proteine in frammenti più piccoli. Grazie all’utilizzo di spettrometri di massa ad alta precisione e risoluzione è possibile determinare l’esatto peso molecolare (fino alla terza, quarta cifra decimale) dei differenti peptidi. Ogni proteina sarà caratterizzata da una forma leggera proveniente dalle cellule sane e una forma pesante proveniente dalle cellule tumorali. I segnali ottenuti con spettrometro di massa sono caratterizzati da una intensità, nel caso che la proteina non marcata abbia una intensità paragonabile alla forma marcata, significa che la proteina è espressa nella stessa quantità sia nella cellula tumorale che nella cellula sana. Se il segnale della forma pesante è invece molto più inteso (3-10 volte) rispetto al segnale della proteina non marcata, indicherà che la proteina è fortemente sovrespressa nelle cellule tumorali.

silac

Dopo aver confermato questo esperimento con altre studi, questa proteina marcatore potrà diventare un possibile bersaglio per farmaci antitumorali specifici.

Riccardo Beretta

About Riccardo Beretta

Laureato presso l’università di Milano Bicocca in biotecnologie industriali nell’ottobre del 2007. Fino al 2013 ricercatore in azienda biotech nel campo della proteomica differenziale con spettrometria di massa, nei settori alimentare, veterinario e farmaceutico. Attualmentre responsabile della R&D in un'azienda biotech altamente innvovativa, nel settore della produzione di biogas e recupero-nutrienti. Scarica il Curriculum

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