Por Marco Augusto Stimamiglio                                                                                          Pesquisador no Instituto Carlos Chagas – Fiocruz

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Duas equipes de pesquisadores, uma da Universidade Johns Hopkins em Baltimore (EUA) e outra da Universidade Técnica de Munique (Alemanha), produziram, de maneira independente, um mapa quase completo das proteínas do corpo humano, o chamado proteoma humano. A elaboração deste mapa tem como objetivo a melhor compreensão da biologia do ser humano, uma vez que as proteínas constituem os principais componentes da maquinaria biológica e os principais alvos dos medicamentos disponíveis hoje. Portanto, conhecer o proteoma humano seria um grande passo para o desenvolvimento de novas estratégias médicas para diagnóstico, prognóstico, terapia e prevenção de doenças.

Enquanto o projeto genoma decodificou, há 11 anos, todos os três bilhões de pares de bases do DNA humano (que é a informação contida em nossos genes e, a partir da qual as proteínas do nosso corpo são codificadas), o projeto proteoma tem como objetivo caracterizar as proteínas produzidas a partir da informação contida em nossos 20.300 genes. Os resultados deste projeto foram publicados no dia 29 de maio de 2014 na renomada revista Nature.

Assim como o projeto genoma, o projeto do proteoma humano representa um esforço colaborativo entre pesquisadores de diferentes institutos de pesquisa.  Estes grupos já identificaram com sucesso as proteínas codificadas por mais de 18.000 genes, o que representa aproximadamente 90% de todos os genes que atualmente conhecemos como codificadores de proteínas em humanos.

Entretanto, decodificar o proteoma não é tão simples como ler genes. No caso da decodificação do genoma, é possível usar qualquer célula de um organismo (com exceção dos gametas), pois todas possuem os mesmos genes. No entanto, decodificar o proteoma requer o uso de vários tipos de células, pois cada um terá seus genes ativados conforme sua necessidade, ou seja, cada célula terá seu proteoma específico de acordo com as proteínas que estão sendo produzidas. Por exemplo, as células da mucosa do estômago devem gerar proteínas para quebrar as moléculas dos alimentos, mas não precisam produzir proteínas que possibilitam a visão das cores. Até mesmo as proteínas onipresentes, que desempenham funções de rotina na maior parte dos tecidos humanos, podem variar na sua abundância, criando, assim, alterações fisiológicas importantes dentro de tecidos e órgãos. Para produzir uma imagem completa do proteoma humano, os pesquisadores utilizaram amostras de 30 tecidos diferentes: 17 tecidos adultos, 7 tecidos fetais, e 6 de células-tronco do sangue, na medula óssea.

A fim de decodificar o proteoma de um organismo, as proteínas são em primeiro lugar extraídas dos tecidos escolhidos. A seguir, são quebradas em vários fragmentos pequenos, chamados peptídeos, que são analisados. Estes peptídeos são identificados com base na sua composição de aminoácidos (que é a unidade básica que forma as proteínas). Finalmente, a identidade do peptídeo é revelada através da comparação com bases de dados que possuem as sequências das proteínas humanas já conhecidas ou previstas com base no genoma (proteínas hipotéticas ou identificadas em outros organismos).

O mapa do proteoma, assim denominado por mencionar em quais tecidos certas proteínas se encontram, pode também ser pensado como um catálogo, que contém informação sobre a abundância e as variantes de todas as proteínas que juntas formam um ser humano. O catálogo em si representa apenas o início de uma melhor compreensão do corpo humano. Porém, alguns resultados são surpreendentes, pois identificam novas proteínas que, aparentemente, são produzidas a partir de segmentos não usados do genoma, conhecidos como regiões não codificantes.

Por outro lado, ainda falta identificar aproximadamente 2.000 proteínas que, de acordo com o genoma, devem existir. Talvez estas proteínas estejam em outros tecidos e necessitem simplesmente serem descobertas, mas também é possível que os genes em questão sejam relíquias do passado evolutivo, não sendo utilizadas atualmente. Em qualquer caso, estes resultados surpreendentes indicam que a codificação do genoma e do proteoma humano é mais complexa do que anteriormente calculado, ainda mais se pensarmos que as proteínas podem sofrer modificações nos tecidos. Isso faz com que o número de proteínas originalmente idênticas, mas com funções diferenciadas nos tecidos, seja muito maior do que o número de genes conhecidos. Então, ainda temos um longo caminho pela frente até entendermos o proteoma “real” ou, melhor dizendo, o proteoma humano funcional.

Os resultados atuais desta pesquisa podem ser acessados gratuitamente no site do Mapa Proteoma Humano e os resumos dos artigos publicados na revista Nature podem ser acessados clicando nos títulos originais abaixo:

Mass-spectrometry-based draft of the human proteome                                                                  A draft map of the human proteome