El "superpoder" de las flores allana el camino para nuevos tratamientos farmacológicos

La naturaleza suele ser la musa perfecta, y los científicos de la Universidad de Bath han utilizado el poder de las flores para desarrollar una nueva herramienta que ayudará a producir nuevos tratamientos farmacéuticos de una manera más ecológica, limpia y menos costosa.

Los tratamientos farmacológicos suelen unirse a las proteínas implicadas en la enfermedad y bloquear su actividad para reducir los síntomas o tratar la enfermedad. Investigadores del Departamento de Ciencias de la Vida de la Universidad de Bath han desarrollado un método para unir los extremos de las proteínas, haciéndolas más estables y más fáciles de ingresar a las células.

Péptidos y proteínas

Las pequeñas moléculas convencionales, normalmente apuntadas a los fármacos, no son adecuadas para bloquear las interacciones entre proteínas, por lo que la industria farmacéutica ha centrado su atención en el uso de pequeñas proteínas conocidas como péptidos.

Los péptidos y las proteínas funcionan de manera similar, pero no siempre son medicamentos muy buenos porque sus estructuras tridimensionales pueden desmoronarse, son sensibles a las altas temperaturas y puede resultar difícil ingresar a las células del cuerpo.

"Las proteínas y los péptidos son muy prometedores como candidatos a fármacos, pero un obstáculo importante para el desarrollo de nuevos tratamientos terapéuticos es producir suficiente cantidad para llegar a los pacientes sin incurrir en un coste astronómico", afirma el Dr. Simon Tang, investigador asociado.

Los investigadores han desarrollado una forma de superar este problema; las proteínas y las hebras peptídicas normalmente tienen un comienzo y un final, y al unir estos cabos sueltos, crearon proteínas y péptidos “cíclicos” muy rígidos, que exhiben una estabilidad química y térmica mejorada y son más fáciles de ingresar a las células.

Tomaron la enzima OaAEP1, obtenida de una pequeña flor violeta llamada Oldenlandia affinis que crece en los trópicos, la modificaron antes de transferirla a las células bacterianas; se usaron cultivos bacterianos para producir en masa una proteína y al mismo tiempo unir los extremos en un solo paso.

"Las proteínas y los péptidos son generalmente bastante sensibles al calor, pero la ciclación los hace mucho más robustos", explica el profesor Jody Mason. “La planta Oldenlandia produce proteínas cíclicas de forma natural como parte de un mecanismo de defensa para disuadir a los depredadores. Por eso hemos aprovechado este superpoder floral modificando OaAEP1 y combinándolo con la tecnología de producción de proteínas bacterianas existente para crear una herramienta realmente poderosa que ayudará a la industria del descubrimiento de fármacos”.

Bacterias ocupadas

Las plantas hacen esto de forma natural, pero es lento y de bajo rendimiento. La ciclación se puede lograr químicamente (aislando la enzima y mezclando múltiples reactivos en un tubo de ensayo), pero requiere varios pasos y requiere solventes químicos tóxicos.

Utilizando un sistema bacteriano es mucho más sencillo y económico, aumenta el rendimiento, utiliza reactivos biológicamente más sostenibles y requiere menos pasos. Los investigadores demostraron su enfoque aplicando la tecnología bacteriana OaAEP1 a la proteína DHFR; y descubrieron que unir los extremos de la cabeza y la cola las hacía más resistente a los cambios de temperatura y al mismo tiempo conservaba su funcionamiento normal.

"Nuestro nuevo proceso permite que las bacterias hagan todo el trabajo; el resultado es que también es más limpio y ecológico, y como tiene menos pasos, es mucho más sencillo de realizar", dice Tang. "Estamos muy entusiasmados con las posibles aplicaciones de esto, no sólo para la industria farmacéutica sino también para otras industrias como la alimentaria, la de detergentes, la biotecnología y la producción de bioenergía".

Referencia de la noticia:
Simon Tang, T. M.; Mason. J. M.; Intracellular Application of an Asparaginyl Endopeptidase for Producing Recombinant Head-to-Tail Cyclic Proteins. JACS Au. (2023).