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Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Institute for Protein Design han codiseñado y creado nuevas proteínas, inexistentes en la naturaleza, con estructuras que imitan las inmunoglobulinas de los anticuerpos, que son las proteínas que utiliza el sistema inmunitario para identificar y neutralizar cuerpos extraños como bacterias patógenas y virus. El trabajo, publicado en Nature Communications, abre la puerta al desarrollo de fármacos basados en anticuerpos monoclonales a medida y más asequibles, cuyas aplicaciones van desde el cáncer hasta las enfermedades autoinmunes y las infecciones virales.
Este estudio describe una estrategia computacional para diseñar “pequeñas inmunoglobulinas (proteínas) como las de los anticuerpos con estructuras a medida, de alta estabilidad y con capacidad para anclar zonas flexibles con capacidad de unión a la diana buscada”. Así lo explica Enrique Marcos, codirector del estudio junto a F. Xavier Gomis Rüth, ambos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), y junto a David Baker, de lnstitute for Protein Design de la Universidad de Washington (Estados Unidos).
La parte de los anticuerpos que se modifica es una muy concreta. “La estructura de todos los anticuerpos es muy similar, pero en sus extremos difieren en una pequeña región variable que es la que permite a cada anticuerpo reconocer de forma específica una diana”, señala Marcos. Esa región variable es un armazón estructural con inmunoglobulinas plegadas, en el que se ancla una zona flexible que interactúa y reconoce directamente al patógeno.
Investigadores del CSIC participan en un estudio que utiliza el diseño computacional para obtener proteínas con mejores propiedades y con un mecanismo de acción más preciso
Con esta estrategia, los científicos han generado las nuevas moléculas (proteínas) y comprobado mediante cristalografía que las estructuras obtenidas eran las previstas en los modelos. Esto significa que las pueden diseñar con alta precisión. El trabajo, en el que también han participado equipos de la Universidad de Toronto, abre la puerta al diseño de proteínas similares a los anticuerpos con estructuras adaptadas a las necesidades y que presentan mejores propiedades biofísicas que los actuales. Esto representaría un gran avance para el desarrollo de fármacos más accesibles a escala global y posibilitando nuevos mecanismos de acción.
Los prometedores anticuerpos monoclonales
Los fármacos basados en anticuerpos monoclonales consisten en modificar una parte de los anticuerpos para que puedan reconocer dianas terapéuticas y atacar células concretas. Estos son los fármacos más prometedores y de mayor avance en la industria farmacéutica. Especialmente, para el tratamiento de distintos tipos de cáncer, enfermedades autoinmunes y, más recientemente, infecciones virales.
Sin embargo, son terapias todavía muy costosas y hay limitaciones que frenan su avance. Entre ellas, su baja estabilidad, su gran tamaño y una difícil producción a gran escala. Por eso, son fármacos altamente costosos de desarrollar y producir. Además, al ser muy inestables, también son difíciles de distribuir, ya que requieren unas condiciones adecuadas de almacenaje y refrigeración. Este nuevo estudio mediante diseño computacional podría contribuir a lograr fármacos más precisos, estables y asequibles.
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