El universo tiene su energía oscura, esa fuerza misteriosa que empuja la expansión del cosmos. Ahora, científicos argentinos descubrieron que el «universo» microscópico de nuestro cuerpo también tiene la suya. Investigadores del CONICET y la UBA han identificado una «energía oscura» en las proteínas que es fundamental para que estas funcionen y evolucionen, un hallazgo que promete revolucionar el diseño de medicamentos.

Un equipo de investigadores del CONICET y la UBA ha realizado un hallazgo disruptivo que sacude los cimientos de la biología molecular. Han identificado y logrado medir una «energía oscura» dentro de las proteínas, una fuerza oculta que diferencia a una estructura inerte de una máquina biológica capaz de sostener la vida.

Las proteínas son los obreros incansables de nuestro cuerpo. Estas moléculas complejas se encargan de todo: aceleran reacciones químicas, permiten que las células se comuniquen entre sí, sostienen la estructura de los tejidos y regulan la información genética. Cuando fallan, aparecen problemas graves como el cáncer o enfermedades neurodegenerativas. Hasta ahora, la ciencia creía entender cómo se formaban: las cadenas de aminoácidos se «pliegan» en una estructura 3D específica usando una energía determinada. Se pensaba que, si la estructura era estable, la proteína funcionaba.

Sin embargo, investigadores del Instituto de Química Biológica (IQUIBICEN, CONICET-UBA), junto con colegas de Estados Unidos, descubrieron que esa visión estaba incompleta. Faltaba algo en la ecuación.

El misterio de la energía faltante

Al estudiar la física y la evolución de estas moléculas, los científicos notaron que existe una discrepancia. Identificaron que hay una diferencia entre la energía que la proteína usa simplemente para plegarse y mantenerse estable, y la energía que realmente necesita para funcionar. A ese diferencial lo bautizaron «energía oscura».

Diego Ferreiro, investigador del CONICET y uno de los líderes del avance, utiliza una analogía fascinante para explicarlo: «Así como en cosmología la ‘energía oscura’ representa una componente misteriosa que afecta la expansión del universo, en el ‘universo de las proteínas’ identificamos una energía que denominamos del mismo modo«. Esta fuerza sería la responsable de las «restricciones evolutivas», es decir, la presión invisible que impide que ciertas partes de la proteína cambien a lo largo de millones de años.

Un termómetro para la evolución

El equipo no se limitó a teorizar. Ezequiel A. Galpern, primer autor del estudio, explica que esta energía revela las huellas de la selección natural. Para medirla, combinaron teoría física con análisis de datos masivos (Big Data) e inteligencia artificial.

El resultado es una fórmula cuantificable: Energía Oscura = Energía de Plegado – Energía Evolutiva.

Esta ecuación permite identificar qué zonas de una proteína son críticas. Descubrieron que cerca del 25% de los sitios proteicos contienen esta «huella» de energía oscura. Estas son las áreas que la evolución ha protegido celosamente porque son indispensables para la función biológica, más allá de que la proteína mantenga su forma o no.

VAADER: La herramienta del futuro

El hallazgo, publicado en la prestigiosa revista PNAS de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, vino acompañado de una solución práctica. Los científicos desarrollaron una herramienta computacional llamada VAADER, que pusieron a disposición de la comunidad científica mundial.

Esta herramienta funciona como un «termómetro evolutivo» que mide cuánta presión selectiva ejerce una función específica sobre una molécula. Las implicancias son enormes para la medicina y la biotecnología.

Hasta hoy, podíamos diseñar proteínas artificiales que se plegaran bien, pero que a menudo no «hacían» nada. «Plegarse no es suficiente para funcionar«, advierte Ferreiro. Con este nuevo conocimiento sobre la energía oscura, ahora es posible diseñar moléculas terapéuticas «a medida» con una precisión inédita, o desarrollar sistemas nanotecnológicos capaces de imitar las complejas acciones de la vida, abriendo la puerta a tratamientos revolucionarios para enfermedades que hoy no tienen cura.