Una herramienta digital de vanguardia que lo abaratará, Científicos de la Universidad de Bath del Reino Unido están implementando de manera más segura y rápida para que las compañías farmacéuticas pronostiquen la estabilidad de las proteínas, un paso vital en el desarrollo de nuevos medicamentos, a través de su empresa derivada. Laboratorios BLOC.

La herramienta, lanzado esta semana, ayudará a los investigadores a identificar las moléculas de proteínas más prometedoras para el desarrollo de fármacos. Tiene el potencial de desempeñar un papel importante en la creación de anticuerpos monoclonales (mAb). El mercado de estos anticuerpos terapéuticos tiene un valor de más de 70.000 millones de libras esterlinas.

Los anticuerpos monoclonales son un tipo de proteína derivada de anticuerpos naturales y luego refinados y producidos en masa en el laboratorio. Están transformando constantemente la forma en que tratamos y prevenimos enfermedades, desde cáncer y afecciones que afectan el sistema inmunológico hasta infecciones virales. La pandemia de coronavirus ha despertado un interés particular en los mAbs, ya que varias proteínas candidatas se muestran muy prometedoras como terapias para tratar COVID-19, y actualmente se están probando en humanos.

La estabilidad es clave

Solo los mAbs que se sabe que son estables (es decir, no se descomponen fácilmente ni se agrupan para formar compuestos tóxicos) son aptas para el desarrollo, y encontrar un candidato estable aumenta enormemente el costo y el tiempo de encontrar nuevos medicamentos.

Hasta ahora, el proceso de determinación de la estabilidad de las proteínas ha sido un gran dolor de cabeza para las empresas farmacéuticas, con investigadores que prueban vastas bibliotecas de moléculas en su búsqueda de proteínas con propiedades medicinales. Sin embargo, la herramienta desarrollada en Bath, llamada Comprensión cuantitativa del desplazamiento de borde biomolecular (QUBES), es capaz de predecir la estabilidad de las proteínas con asombrosa velocidad y precisión.

Dr. Chris Pudney del Departamento de Biología y Bioquímica de la Universidad y desarrollador de QUBES, dijo:"Estamos realmente entusiasmados con el potencial de QUBES porque se puede usar de inmediato en la industria biofarmacéutica para garantizar la calidad, formulación y desarrollo ".

Añadió:"Las proteínas son notoriamente inestables por una buena razón:el cuerpo quiere reciclarlas constantemente. Pero con un producto terapéutico, necesita estabilidad:si una proteína se descompone y se agrega, se vuelve tóxico. Encontrar proteínas estables es enormemente caro para las empresas farmacéuticas, pero el uso de nuestra herramienta para encontrar la mejor molécula posible reducirá enormemente el tiempo y el costo de desarrollo ".

Toma de huellas dactilares Qubes

QUBES funciona permitiendo a los investigadores realizar una "huella digital" precisa de la estructura de una proteína y predecir la estabilidad en casi cualquier condición de concentración o formulación. La técnica utiliza fluorescencia para mapear la estructura de la proteína y luego aplica un algoritmo matemático, según la posición y el tipo de átomos de la proteína, para calcular la estabilidad. Gracias a un paquete de software en línea, también desarrollado en Bath, los laboratorios pueden interpretar sus datos fluorescentes desde cualquier parte del mundo. utilizando equipos que se encuentran en la mayoría de los laboratorios de bioquímica sin modificaciones.

Desarrollando la técnica de toma de huellas dactilares, El Dr. Pudney dijo:"Las proteínas contienen triptófano, un aminoácido que emite luz fluorescente. Cada molécula de proteína tiene una firma fluorescente única, y QUBES aprovecha este fenómeno óptico, aplicando técnicas matemáticas para analizar e interpretar la fluorescencia.

"El paquete de software toma este trabajo académico y lo hace increíblemente fácil de usar para las personas. Puede ejecutarlo en cualquier máquina, incluso en su teléfono móvil. Es ultrarrápido y ultrafácil, y ofrece un nivel de seguridad increíblemente alto; de hecho, tenemos un grado de seguridad que normalmente está reservado para la industria de servicios financieros ".

Lo que distingue a QUBES de sus competidores es la calidad de sus lecturas y su extrema flexibilidad. El Dr. Pudney explica:"No solo nuestro enfoque es más rápido, más precisa y más sensible que cualquier otra cosa en el mercado, pero también puede predecir la estabilidad en cualquier concentración y en cualquier formulación, a diferencia de otras herramientas del mercado, que requieren condiciones establecidas ".

El equipo del Dr. Pudney ha realizado recientemente un estudio de validación de la tecnología QUBES con el Laboratorio Nacional de Física (NPL) bajo el esquema de 'Medición para el Esquema de Recuperación' respaldado por el gobierno, que proporciona validación independiente de tecnología por parte de la principal instalación analítica del país.

Dr. Alex Jones, quien dirigió el estudio en NPL, dijo:"Probamos el enfoque QUBES utilizando una variedad de metodologías analíticas y descubrimos que rastrea cambios sutiles en la estructura y estabilidad de las proteínas con una sensibilidad notable en comparación con las metodologías establecidas. El enfoque es rápido y simple de implementar".

La investigación se publica en el Revista bioquímica y el software QUBES está disponible para pruebas comerciales a través de BLOC Laboratories Ltd:www.bloclaboratories.com.