Los científicos de la Universidad de Bath han utilizado la naturaleza como inspiración para desarrollar una nueva herramienta que ayudará a los investigadores a desarrollar nuevos tratamientos farmacéuticos de una manera más limpia, ecológica y menos costosa.
Los tratamientos farmacológicos a menudo funcionan uniéndose a las proteínas involucradas en la enfermedad y bloqueando su actividad, lo que reduce los síntomas o trata la enfermedad.
En lugar de utilizar pequeñas moléculas convencionales como fármacos, que no son muy adecuadas para bloquear las interacciones entre proteínas, la industria farmacéutica está investigando ahora el potencial de fabricar fármacos utilizando pequeñas proteínas conocidas como "péptidos", que funcionan de manera similar.
Sin embargo, los péptidos y las proteínas a menudo no son medicamentos muy buenos porque sus estructuras tridimensionales pueden desmoronarse, son sensibles a las altas temperaturas y puede ser difícil ingresar a las células del cuerpo, donde se encuentran muchos objetivos farmacológicos interesantes pero desafiantes. P>
Ahora, los científicos de la Universidad de Bath han desarrollado una forma de solucionar este problema; normalmente, las proteínas y las cadenas peptídicas tienen un comienzo y un final; al unir estos cabos sueltos, es posible crear proteínas y péptidos "cíclicos" muy rígidos, lo que mejora la estabilidad térmica y química, además de facilitar su introducción en las células. .
Tomaron una enzima llamada OaAEP1 de Oldenlandia affinis, una pequeña flor morada que crece en los trópicos, y la modificaron antes de transferirla a las células bacterianas. Estos cultivos bacterianos se cultivaron para producir en masa una proteína y al mismo tiempo unir los extremos en un solo paso.
Las plantas pueden realizar este proceso de forma natural, pero es lento y de bajo rendimiento. Alternativamente, la ciclación se puede realizar químicamente aislando la enzima y luego mezclando múltiples reactivos en un tubo de ensayo, pero esto requiere múltiples pasos y utiliza solventes químicos tóxicos.
Poner todo el proceso en un sistema bacteriano aumenta el rendimiento, utiliza reactivos más sostenibles y biológicamente amigables y requiere menos pasos. Es, por tanto, mucho más sencillo y económico.
Para demostrar el enfoque, los científicos aplicaron su tecnología bacteriana OaAEP1 a una proteína llamada DHFR y descubrieron que unir sus extremos de cabeza y cola la hacía más resistente a los cambios de temperatura y al mismo tiempo conservaba su función normal.
El profesor Jody Mason, del Departamento de Ciencias de la Vida de la Universidad de Bath, dijo:"Las proteínas y los péptidos son generalmente bastante sensibles al calor, pero la ciclación los hace mucho más robustos".
"La planta de Oldenlandia produce proteínas cíclicas de forma natural como parte de un mecanismo de defensa para disuadir a los depredadores."
"Así que hemos aprovechado este superpoder de las flores modificando OaAEP1 y combinándolo con la tecnología de producción de proteínas bacterianas existente para crear una herramienta realmente poderosa que ayudará a la industria del descubrimiento de fármacos".
El Dr. Simon Tang, investigador asociado del Departamento de Ciencias de la Vida de la Universidad de Bath, dijo:"Las proteínas y los péptidos son muy prometedores como candidatos a fármacos, pero un obstáculo importante para el desarrollo de nuevos tratamientos terapéuticos es producir suficiente cantidad para alcanzar pacientes sin incurrir en un coste astronómico."
"Nuestro nuevo proceso permite que las bacterias hagan todo el trabajo; el resultado es que también es más limpio y ecológico, y como tiene menos pasos, es mucho más sencillo de realizar".
"Estamos muy entusiasmados con las posibles aplicaciones de esto, no sólo para la industria farmacéutica sino también para otras industrias como la alimentaria, la de detergentes, la biotecnología y la producción de bioenergía".
Los investigadores solicitaron una patente para la técnica y publicaron su trabajo en la revista JACS Au. .
Más información: T. M. Simon Tang et al, Aplicación intracelular de una asparaginil endopeptidasa para producir proteínas cíclicas recombinantes de cabeza a cola, JACS Au (2023). DOI:10.1021/jacsau.3c00591
Proporcionado por la Universidad de Bath
