Proteínas séricas circulantes asociadas con exposición a hipoxia hipobárica en individuos colombianos

Abstract

La condición de hipoxia hipobárica desencadena respuestas celulares y fisiológicas en organismos aerobios. Esta condición provoca cambios en proteínas presentes en fluidos biológicos, como producto de mecanismos moleculares que regulan procesos sistémicos, entre los que se destacan angiogénesis, eritropoyesis y remodelación tisular. Hasta la fecha, se ha establecido que existe una variación en el conjunto de proteínas circulantes en suero de individuos nativos de tierras de baja altitud que se establecen en grandes altitudes (5000 msnm), sin embargo, no se conoce aún si estos cambios se dan también en la población andina que se desplaza a altitudes moderadas (2000-3000 msnm). Lo anterior es relevante teniendo en cuenta que existen diferentes patrones de adaptación que varían de acuerdo con la ubicación geográfica y el tiempo de residencia en altitud. En este trabajo se realizó la evaluación de algunas variables hematológicas y un análisis exploratorio de las proteínas que se expresan diferencialmente en suero sanguíneo de individuos nativos y residentes en zonas de baja altitud expuestos a hipoxia hipobárica. Con este propósito, se desarrolló una metodología para la obtención de perfiles de proteínas de buena resolución y reproducibilidad, para lo cual se realizó la inmunodepleción de albúmina e inmunoglobulinas, seguida de la precipitación de proteínas con ácido tricloroacético (TCA)-Acetona y electroforesis bidimensional. El análisis comparativo de los geles obtenidos se realizó mediante el software Delta 2D 4.8.0, con el cual se obtuvieron perfiles de expresión diferencial de spots durante el tiempo de seguimiento. Algunos spots se seleccionaron de acuerdo al fold change (FC) y al valor p para su identificación mediante espectrometría de masas MALDI TOF TOF. Entre las proteínas identificadas están la cadena gamma de fibrinógeno, el inhibidor 1 alfa de antitripsina, hemopexina, la proteína de unión a retinol, transferrina y la apolipoproteína AI. Estas son proteínas que se han relacionado con diferentes patologías y en este trabajo se estableció su posible función en los mecanismos de ajuste fisiológico respecto a los procesos de transporte y degranulación plaquetaria principalmente. Estos son resultados preliminares que constituyen una base para la búsqueda de potenciales biomarcadores de la condición de hipoxia hipobárica.

Abstract. The hypobaric hypoxia condition triggers cellular and physiological responses in aerobic organisms. This condition causes changes in proteins present in biological fluids, as a product of molecular mechanisms that regulate systemic processes, among which are angiogenesis, erythropoiesis and tissue remodeling (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7).To date, it has been established that there is a variation in the set of circulating proteins in serum of native individuals of low altitude lands that are established at high altitudes (5000 m), however, it is not yet known if these changes also occur in the Andean population that travels at moderate altitudes (2000-3000 m) (8). This is relevant considering that there are different adaptation patterns that vary according to geographical locationand residence time at altitude (9).In this work, the evaluation of some hematological variables and an exploratory analysis of proteins that are differentially expressed in blood serum of native and resident individuals in low altitude areas exposed to hypobaric hypoxia are presented. For this purpose, a methodology was developed to obtain protein profiles of good resolution and reproducibility, for which the immunodepletion of albumin and immunoglobulins was performed, followed by protein precipitation with TCA-Acetone and two-dimensional electrophoresis. The comparative analysis of the obtained gels was carried out using the software Delta 2D 4.8.0, with which profiles of differential expression of spots were obtained during the follow-up time. Some spots were selected according to the foldchange (FC) and the p-value for identification by MALDI TOF TOF mass spectrometry.Among the identified proteins are the fibrinogen gamma chain, the antitrypsin 1 alpha inhibitor, the hemopexin, the retinol binding protein, the transferrin and the apolipoprotein AI. These are proteins that have been related to different pathologies and in this work their possible function was established in the mechanisms of physiological adjustment with respect to the transport processes and platelet degranulation mainly. These are preliminary results that constitute a basis for the search for potential biomarkers of the hypobaric hypoxia condition.