Un equipo de científicos de la Universidad de California en Irvine cree haber descubierto un anticuerpo especial que puede conducir a un tratamiento para la retinitis pigmentosa, una afección que causa la pérdida de la visión central, así como la visión nocturna y de los colores.
El estudio, "Base estructural para la modulación alostérica de la rodopsina mediante la unión del nanocuerpo a su dominio extracelular", se publicó en Nature Communications. .
La retinitis pigmentosa (RP) es un grupo de enfermedades oculares hereditarias que afectan la retina en la parte posterior del ojo. Es causada por la muerte de las células que detectan señales luminosas, conocidas como células fotorreceptoras. No existe cura conocida para la RP y el desarrollo de nuevos tratamientos para esta afección se basa en terapias celulares y genéticas.
Los investigadores de la UCI han centrado su estudio en una molécula específica que creen que proporcionará un tratamiento para la RP autosómica dominante asociada a rodopsina (adRP). La molécula, rodopsina, es una molécula clave sensible a la luz en la retina humana. Se encuentra en las células fotorreceptoras de bastón y las mutaciones en el gen de la rodopsina son la causa principal de adRP.
"Más de 150 mutaciones en la rodopsina pueden causar retinitis pigmentosa, lo que dificulta el desarrollo de terapias genéticas dirigidas", dijo Krzysztof Palczewski, Ph.D., profesor Donald Bren de la Facultad de Medicina de la UCI. "Sin embargo, debido a la alta prevalencia de RP, se ha realizado una inversión significativa en esfuerzos de investigación y desarrollo para encontrar tratamientos novedosos".
Aunque la rodopsina se ha estudiado durante más de un siglo, ha sido difícil abordar experimentalmente los detalles clave de su mecanismo para convertir la luz en una señal celular. Para este estudio, los investigadores utilizaron un tipo especial de anticuerpo derivado de la llama, conocido como nanocuerpo, que puede detener el proceso de fotoactivación de la rodopsina, lo que permite investigarlo en alta resolución.
"Nuestro equipo ha desarrollado nanocuerpos que funcionan a través de un nuevo mecanismo de acción. Estos nanocuerpos tienen una alta especificidad y pueden reconocer la rodopsina objetivo extracelularmente", dijo David Salom, Ph.D., investigador y científico del proyecto de la Facultad de Medicina de la UCI. "Esto nos permite bloquear este GPCR en un estado sin señalización".
Los científicos descubrieron que estos nanocuerpos se dirigen a un sitio inesperado en la molécula de rodopsina, cerca del lugar donde se une el retinaldehído. También descubrieron que el efecto estabilizador de estos nanocuerpos también se puede aplicar a mutantes de rodopsina asociados con enfermedades de la retina, lo que sugiere su uso como terapéutico.
"En el futuro, esperamos involucrar la evolución in vitro de este conjunto inicial de nanocuerpos", dijo Arum Wu, Ph.D., investigador y científico del proyecto de la Facultad de Medicina de la UCI. "También evaluaremos la seguridad y eficacia de una futura terapia genética con nanocuerpos para la RP".
Los investigadores esperan mejorar la capacidad de los nanocuerpos para reconocer la rodopsina de otras especies, incluidos los ratones, para los que se encuentran disponibles varios modelos preclínicos de adRP. También tienen planes de utilizar estos nanocuerpos para abordar un objetivo a largo plazo en el campo de resolver estructuralmente los estados intermedios clave de la rodopsina desde el estado inactivo hasta el estado completamente activado por ligando.
Los autores del estudio fueron Arum Wu, Ph.D., David Salom, Ph.D., John D. Hong, Aleksander Tworak, Ph.D., Philip D. Kiser, PharmD, Ph.D. y Krzysztof Palczewski. Ph.D., en el Departamento de Oftalmología, Gavin Herbert Eye Institute, de la Universidad de California, Irvine. La investigación se realizó en colaboración con Jay Steyaert, Ph.D., en la Vrije Universiteit Brussel (VUB).
Más información: Arum Wu et al, Base estructural para la modulación alostérica de la rodopsina mediante la unión de nanocuerpos a su dominio extracelular, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-40911-9
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de California, Irvine
