Los científicos de Scripps Research han resuelto un problema importante en la química y el desarrollo de fármacos mediante el uso de "miniecosistemas" del tamaño de gotas para ver rápidamente si una molécula puede funcionar como un potencial terapéutico.

Como informan hoy en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , El nuevo método permitirá a los investigadores ahorrar tiempo crítico y fondos al probar simultáneamente cómo los candidatos a fármacos se unen a sus objetivos celulares y alteran la función celular. Los científicos de Scripps Research utilizaron la técnica para evaluar el potencial terapéutico de los anticuerpos, Proteínas del sistema inmunológico en forma de Y que son el foco de gran parte de la investigación de descubrimiento de fármacos.

"Esto podría ahorrar mucho tiempo en el descubrimiento de fármacos al reducir los pasos necesarios para evaluar candidatos a fármacos, "dice Tianqing Zheng, Doctor., asociado postdoctoral en el campus de Scripps Research en California y primer autor del nuevo estudio.

El estudio se basa en 30 años de investigación dirigida por el autor principal del estudio, Richard Lerner, MARYLAND, Lita Annenberg Hazen Profesora de inmunoquímica en Scripps Research, para aprovechar la presentación de fagos de anticuerpos, una tecnología que los científicos pueden usar para etiquetar y probar anticuerpos para determinar su capacidad para unirse a un objetivo biológico. La tecnología de visualización de fagos de anticuerpos ha impulsado el desarrollo de productos farmacéuticos, desde los medicamentos contra el cáncer hasta la terapéutica de gran éxito Humira.

Pero los científicos que utilizan este método todavía se enfrentan a un cuello de botella:en el vasto grupo de anticuerpos con afinidad de unión por el objetivo de la enfermedad, Puede que solo haya unos pocos anticuerpos que tengan las funciones biológicas adecuadas. La prueba de funcionamiento de estos anticuerpos agrega tiempo y dinero al proceso de descubrimiento de fármacos.

El nuevo método del miniecosistema prueba la afinidad y la función al mismo tiempo. Los miniecosistemas se mantienen en gotitas del tamaño de un picolitro, o una billonésima parte de un litro. En estos cuartos estrechos, los investigadores reunieron una célula de mamífero y la bacteria E. coli. Las bacterias producen fagos que sirven como portadores de anticuerpos candidatos a fármacos. Estos anticuerpos en la superficie del fago pueden interactuar con la célula de mamífero en el mismo miniecosistema.

"El co-cultivo de células de mamíferos y bacterias en miniecosistemas hace posible seleccionar anticuerpos funcionales directamente con presentación de fagos, "Dice Zheng.

La célula de mamífero en la gota está diseñada para expresar una proteína fluorescente si un anticuerpo es el blanco adecuado. Esto significa que en un solo paso, los científicos pueden probar la afinidad y la función de los anticuerpos, potencialmente haciendo que el descubrimiento de fármacos sea más rentable en cuanto a tiempo y costo.

Para probar su nuevo sistema, los investigadores generaron rápidamente millones de miniecosistemas con células y bacterias de mamíferos que producen anticuerpos unidos a fagos. Probaron estos anticuerpos contra un objetivo biológico real:un receptor en las células del cerebro, llamado TrkB.

El sistema funcionó. Además de eso, los investigadores se sorprendieron al ver que los anticuerpos hicieron un mejor trabajo al apuntar a TrkB cuando se unieron al fago, en lugar del anticuerpo solo, como lo habían sido en estudios anteriores.

Zheng dice que el siguiente paso es aplicar este método para seleccionar anticuerpos funcionales contra muchos más objetivos de interés.

Autores adicionales del estudio, "Selección de anticuerpos mediante cocultivo clonal de Escherichia coli y células eucariotas en miniecosistemas, "eran Jia Xie, Lacey Douthit y Peng Wu de Scripps Research; Zhuo Yang de la Universidad ShanghaiTech; y Bingbing Shi de la Universidad de Pekín y la Universidad de Hong Kong.