El superpoder de las flores que allana el camino a nuevos tratamientos farmacológicos

La naturaleza es a menudo la musa perfecta, y 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 forma 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 esta universidad han desarrollado un método para unir los extremos de las proteínas, haciéndolas más estables y más fáciles de introducir en las células.

Péptidos y proteínas

Las pequeñas moléculas convencionales normalmente destinadas a 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 forma similar, pero no siempre son buenos medicamentos porque sus estructuras tridimensionales pueden deshacerse, son sensibles a las altas temperaturas y puede resultar difícil introducirlos en las células del organismo.

"Las proteínas y los péptidos son muy prometedores como candidatos a fármacos, pero un importante cuello de botella para el desarrollo de nuevos tratamientos terapéuticos es producir material suficiente para llegar a los pacientes sin incurrir en costes astronómicos", afirma Simon Tang, investigador de la Universidad de Bath.

Los investigadores han desarrollado una forma de superar este problema; las proteínas y las cadenas peptídicas tienen normalmente un principio y un final y uniendo estos cabos sueltos han creado proteínas y péptidos "cíclicos" muy rígidos, que tienen mejor estabilidad térmica y química, que son más fáciles de introducir en las células.

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

"Las proteínas y los péptidos suelen ser bastante sensibles al calor, pero la ciclización los hace mucho más robustos. La planta Oldenlandia produce de forma natural proteínas cíclicas como parte de un mecanismo de defensa para disuadir a los depredadores", explica el profesor Jody Mason.

"Así que aprovechamos este superpoder de la flor modificando la OaAEP1 y combinándola con la tecnología existente de producción de proteínas bacterianas para crear una herramienta realmente potente que ayudará a la industria del descubrimiento de fármacos", añade Mason.

Bacterias activas

Las plantas lo hacen de forma natural, pero es lento y poco productivo. La ciclización puede lograrse químicamente -aislando la enzima y mezclando varios reactivos en un tubo de ensayo-, pero requiere varios pasos y se necesitan disolventes químicos tóxicos.

Los investigadores demostraron su método aplicando la tecnología bacteriana OaAEP1 a la proteína DHFR, y descubrieron que la unión de sus extremos la hacía más resistente a los cambios de temperatura, al tiempo que mantenía su función normal.

"Nuestro nuevo proceso deja que las bacterias hagan todo el trabajo: el resultado es que también es más limpio y respetuoso con el medio ambiente, y como tiene menos pasos, es mucho más sencillo de hacer", dijo Tang. "Estamos muy ilusionados con sus posibles aplicaciones, no sólo en la industria farmacéutica, sino en otros sectores como la alimentación, la industria de detergentes, la biotecnología y la producción de bioenergía", añadió.

Referencia de la noticia:

TANG, T. M. S.; MASON, J. M. Intracellular Application of an Asparaginyl Endopeptidase for Producing Recombinant Head-to-Tail Cyclic Proteins. Journal of the American Chemical Society Gold (JACS Au), 2023.