La selección de las moléculas más eficaces para la administración de fármacos suele ser un proceso de prueba y error, pero los ingenieros de Cornell están proporcionando cierta precisión gracias a una técnica que revela el desempeño de esas moléculas dentro de las células vivas.

Los sistemas de administración de fármacos controlan el momento y el lugar en que se liberan las terapias dentro del cuerpo. Un componente esencial de muchos sistemas de administración de fármacos es la molécula que une un anticuerpo, que busca un objetivo, como las células cancerosas, con un fármaco diseñado para destruir el objetivo. El enlazador no solo debe mantener el fármaco atado al anticuerpo mientras viaja a una célula objetivo, debe liberar adecuadamente el fármaco dentro de la célula, en el lugar correcto en el momento correcto.

Los ingenieros biomoleculares recopilan pistas sobre la eficacia de los enlazadores probándolos en entornos sin células:fluidos modelo que no contienen todas las interacciones complejas que normalmente se encuentran en su totalidad, Células vivas. Son más fáciles de estudiar pero no siempre son tan precisos potencialmente conduciendo a fallas del enlazador en pruebas posteriores.

Un equipo de investigación dirigido por Chris Alabi, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular, ha desarrollado un método que emplea sondas fluorescentes para ver y medir la velocidad a la que los enlazadores liberan fármacos con éxito en células vivas. La investigación, "Los conjugados de anticuerpos sensibles permiten la determinación cuantitativa de la tasa de degradación de los enlaces intracelulares, "publicado el 8 de octubre en la revista Biología química celular .

"Ahora, Las compañías farmacéuticas fabrican una tonelada de enlazadores y luego ven cuál funciona mejor para una aplicación en particular al tener que probar cada uno. Es un enfoque de escopeta "Dijo Alabi." Con nuestra técnica, ahora pueden tomar una decisión informada basada en números intracelulares reales, antes de armar el sistema de drogas ".

Las sondas consisten en dos tintes fluorescentes que se vuelven invisibles entre sí cuando se unen con el anticuerpo como parte del sistema de administración. Cuando el enlazador se rompe y desenrolla los tintes, se hacen visibles con un microscopio, señalización de que el fármaco se ha liberado dentro de la célula.

Estas sondas se desarrollaron en el laboratorio de Alabi y ofrecen a los ingenieros una forma precisa de medir la velocidad a la que el enlace químico de un enlazador se rompe del sistema de entrega mientras está dentro de la celda.

"Una vez que sabemos cuál es el momento para los diferentes enlaces enlazadores y procesos celulares, entonces podemos decir, 'OK, para el fármaco A conectado al anticuerpo B, este es el tiempo que tomará, así que si queremos tratar la enfermedad C, deberíamos usar este enlazador, '", Dijo Alabi.

Para demostrar la sonda, Alabi y su equipo diseñaron una construcción de anticuerpos con un enlazador disulfuro que se sabe que funciona bien dentro de la proteína HER2, un objetivo muy valorado para el tratamiento del cáncer de mama. Una vez que el sistema de entrega alcanzó la proteína, el equipo pudo medir de manera confiable los procesos intracelulares, tales como la cinética y la vida media del enlazador disulfuro.

"Para los ingenieros biomoleculares y las empresas que tienen un objetivo en mente, podemos ... hacer que el proceso de descubrimiento de fármacos sea mucho más rápido porque ahora sabemos algo sobre cuánto tiempo llevará liberar el fármaco, "dijo Alabi, que espera seguir demostrando la técnica a través de asociaciones con empresas farmacéuticas.

Los biólogos químicos también pueden utilizar las sondas para aprender más sobre los procesos intracelulares, como los agentes específicos responsables de la escisión de los enlazadores, Dijo Alabi.