Investigadores de las universidades de Wageningen, Eindhoven, Leiden y Nijmegen han desarrollado un virus sintético. Esto se puede utilizar en el futuro para "empaquetar" nuevas generaciones de medicamentos que consisten en grandes biomoléculas y administrarlas a las células enfermas. por un proceso natural. Prof.dr.ir. Paul van der Schoot en TU / e fue responsable de la investigación teórica básica. Los resultados también confirman que ha resuelto una cuestión de treinta años. El trabajo fue publicado el pasado domingo en Nanotecnología de la naturaleza .

Los nuevos tipos de medicamentos consisten en grandes biomoléculas como el ADN y el ARN. La entrega de estos a las células enfermas es un desafío. Por ejemplo, el ADN es intrínsecamente incapaz de penetrar dentro de las células, y se descompone rápidamente. Ésta es la razón por la que se utilizan virus naturales que se han vuelto inofensivos para administrar estos medicamentos. Los virus pueden penetrar eficientemente en las células, pero el proceso de hacer que los virus naturales sean inofensivos aún no se ha perfeccionado. Por tanto, los científicos están buscando alternativas.

Treinta años

La investigación publicada en Nanotecnología de la naturaleza se basa en un modelo teórico que describe cómo se produce el virus del mosaico del tabaco. Paul van der Schoot (departamento de Física Aplicada) desarrolló recientemente este modelo junto con el dr. Daniela Kraft de la Universidad de Leiden. Van der Schoot utilizó datos de medición de la formación de este virus, que había permanecido sin explicación durante los últimos treinta años.

Ataque enzimático

Un virus siempre consta de material genético (ADN o ARN), encapsulado en una capa de proteína. Estos permiten que los virus ingresen a las células. Las partes faltantes del material genético son fatales para este proceso porque permiten que las enzimas ataquen el material. En su modelo, Van der Schoot agregó un eslabón perdido vital a la comprensión existente de cómo el ARN del virus del mosaico del tabaco recolecta una capa de proteína circundante.

Prueba

Este eslabón perdido se llama regulación alostérica, y permite que las proteínas se ayuden entre sí a unirse al ARN. "Es difícil que la primera proteína se una", explica Van der Schoot. "Pero el primero ayuda al segundo, y el segundo ayuda al tercero, y así sucesivamente ". Usó esta comprensión teórica junto con Renko de Vries de Wageningen UR para escribir una propuesta de investigación para el empaquetamiento de una molécula similar al ADN. Esto les permitió desarrollar nuevas bases de 'empaquetamiento de proteínas' en la teoría. El hecho que esto produjo el resultado deseado es importante para que los medicamentos corrijan defectos genéticos, por ejemplo. También prueba el modelo teórico de Van der Schoot. El candidato a doctorado de TU / e, Saber Naderi, obtuvo su doctorado a principios de este año en esta investigación.

Nanómetros

También hay otro aspecto de Eindhoven en esta historia:el investigador de TU / e Nico Sommerdijk pudo aclarar el proceso de empaque. Esto tiene lugar a escala nanométrica, por lo que requiere el uso del microscopio cryoTEM de la universidad.

Células de levadura

Las proteínas construidas por los investigadores están inspiradas en proteínas naturales como las que se encuentran en la seda y el colágeno; segmentos de proteínas con una estructura simple. Para "producir" estas proteínas, utilizaron la maquinaria natural de las células de levadura. Cuando las proteínas del virus sintético se mezclan con el ADN, se cubren espontáneamente con una fuerte capa de proteína protectora alrededor de cada molécula de ADN, produciendo "virus sintéticos".

Los investigadores esperan que el alto grado de precisión con el que las proteínas "empaquetan" las moléculas de ADN ofrezca numerosas oportunidades para incorporar otras características de los virus. En el futuro, estos pueden conducir a formas seguras y efectivas de administrar medicamentos de nueva generación, especialmente en terapia génica. Además, En el futuro, los virus sintéticos pueden seguir desarrollándose para las muchas otras aplicaciones para las que ya se utilizan virus en biotecnología y nanotecnología.