Investigadores españoles crean proteínas que imitan la acción del sistema inmunológico

Un equipo de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Institute for Protein Design y la Universidad de Toronto han colaborado para diseñar y crear unas nuevas proteínas, que no existen en la naturaleza, con estructuras similares a las de los anticuerpos. Los anticuerpos son proteínas que utiliza el sistema inmunológico para identificar y neutralizar cuerpos extraños como bacterias patógenas (causantes de enfermedad) y virus en el organismo.

Los científicos han publicado su trabajo en la revista científica Nature
Communications. Con él abren la puerta al desarrollo de fármacos basados en anticuerpos monoclonales a medida y más asequibles, cuyas aplicaciones van desde el cáncer hasta las enfermedades autoinmunes y las infecciones causadas por virus.

El estudio describe cómo emplearon una estrategia computacional para diseñar “pequeñas inmunoglobulinas (proteínas) como las de los  anticuerpos con estructuras a medida, de alta estabilidad y con capacidad para anclar zonas flexibles con capacidad de unión a la diana buscada”, explica Enrique Marcos, co-director del estudio junto a F. Xavier Gomis Rüth, ambos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), y junto a David Baker, de lnstitute for Protein Design de la Universidad de Washington (EEUU).

La parte de los anticuerpos que se modifica es una muy específica. “La estructura de todos los anticuerpos es muy similar, pero en sus extremos difieren en una pequeña región variable que es la que permite a cada anticuerpo reconocer de forma específica una diana”, explica Marcos. Esa región variable es un armazón estructural con inmunoglobulinas plegadas, armazón en el que se ancla una zona flexible que interactúa y reconoce directamente al patógeno (causante de enfermedad).

Con esta estrategia, los científicos han generado las nuevas moléculas (proteínas) y después han comprobado que las estructuras obtenidas eran las previstas en los modelos, lo cual significa que las pueden diseñar con alta precisión.

El trabajo abre la puerta al diseño de proteínas similares a los anticuerpos, con estructuras adaptadas a las necesidades y que presentan mejores propiedades que los actuales, lo que representaría un gran avance para el desarrollo de fármacos más accesibles a escala global y posibilitando nuevos mecanismos de acción, indican los investigadores.

Anticuerpos monoclonales

Los fármacos basados en anticuerpos monoclonales se desarrollan modificando una parte de los anticuerpos para que sean capaces de reconocer dianas terapéuticas y atacar células concretas, las que están enfermas, como las células cancerígenas. Estos son algunos de los fármacos más prometedores en la industria farmacéutica, especialmente para el tratamiento de distintos tipos de cáncer, enfermedades autoinmunes y, más recientemente, infecciones causadas por virus.

Sin embargo, son terapias todavía muy costosas y hay limitaciones que frenan su avance, como son su escasa estabilidad, su gran tamaño y la dificultad de producirlas a gran escala, entre otras. Por eso son fármacos muy costosos de desarrollar, producir y, al ser muy inestables, también difíciles de distribuir, ya que requieren unas condiciones adecuadas de almacenaje y refrigeración. Este nuevo estudio mediante diseño computacional podría contribuir a lograr fármacos más precisos, estables y asequibles.