26 February, 2020 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Científicos mexicanos diseñan proteínas sintéticas

Por Carmen Báez

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Tres científicos mexicanos formaron parte de un grupo de investigación que creó y documentó un nuevo método de alto rendimiento para producir miles de proteínas sintéticas, bajo la dirección de David Baker, titular del Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, Estados Unidos.

En el proyecto, participaron Daniel Adriano Silva Manzano, investigador posdoctoral becado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) en la Universidad de Washington, así como Daniel Alejandro Fernández Velasco, doctor en investigación biomédica básica, y Renan Vergara Gutiérrez, estudiante del doctorado en ciencias bioquímicas, ambos pertenecientes al Laboratorio de Fisicoquímica e Ingeniería de Proteínas de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Los científicos mexicanos colaboraron en la creación de proteínas de novo que interactúan con la toxina del botulismo y la hemaglutinina de la influenza H1. Las proteínas de novo son aquellas moléculas que tienen una secuencia de aminoácidos que no existe en la naturaleza, es decir, que son sintéticas y desarrolladas íntegramente a partir de una plataforma informática.

De manera tradicional, las proteínas se aíslan de organismos (como bacterias u hongos) y luego se utilizan como agentes terapéuticos, pero los recientes avances en el diseño computacional permiten generar proteínas sintéticas con nuevas funciones o mejorar las características de las proteínas naturales con fines médicos y biotecnológicos. La primera vez que se diseñó una proteína por computadora fue en 2003. A partir de entonces se ha reportado el diseño computacional de mas de 20 proteínas diferentes.

Metodología para el diseño de proteínas de novo para influenza y botulismo

A través de la plataforma informática Rosetta, desarrollada por el doctor David Baker y colaboradores, los investigadores diseñaron el esqueleto (estructura) de la proteína.

Con el conocimiento previo de la estructura de la neurotoxina que causa el botulismo y las proteínas exteriores del virus de la influenza, resulta factible para los investigadores el diseño de una proteína que se una a aquellas que ocasionan el daño, en este caso, los virus PR8 y CA09 de la influenza y la toxina BoNT-B del botulismo.

ProteinasNovo_1804.jpg

“El programa permite encontrar una estructura complementaria capaz de reconocer la proteína que queremos atacar. Primero se diseña el esqueleto de la proteína y luego los detalles de la misma, es decir, las cadenas laterales. Estudiamos la forma externa de la molécula para ver en qué sitio nuestra proteína sintética podría utilizarse para interactuar con otra molécula y atacarla”, dijo Daniel Alejandro Fernández.

Con el sistema fue posible diseñar miles de proteínas que pudieran unirse a la hemaglutinina de la influenza y a la neurotoxina B botulínica.

Una vez diseñadas las proteínas sintéticas, se realizaron experimentos in vivo con ratones de laboratorio para verificar la eficacia de algunas de ellas. Por un lado, los diseños proporcionaron protección profiláctica y terapéutica contra la gripe. Mientras que los diseños para el botulismo impidieron que las toxinas ingresaran a las células cerebrales en animales de laboratorio.

“Los diseños lograron neutralizar los virus PR8 y CA09 del virus de la influenza. La administración intranasal de proteína en ratones logró protegerlos de la infección, con una tasa de supervivencia de 100 por ciento. Por su parte, los diseños realizados para el botulismo evitaron la entrada de la toxina BoNT-B en neuronas corticales de rata, así como la proteólisis de la proteína sinaptobrevina (VAMP2)”, explicó Renan Vergara.

Beneficios de la tecnología

La capacidad de las proteínas sintéticas de realizar interacciones de muy alta afinidad y especificidad con la molécula que se desea atacar, posibilita el desarrollo de fármacos con menos efectos secundarios. Además de ser más estables en comparación con ciertas proteínas naturales como los anticuerpos. Una vez diseñadas se pueden almacenar sin necesidad de refrigeración. A decir de Daniel Alejandro Fernández, lo anterior facilita el manejo de estas proteínas.

“La mayoría de los fármacos que se consumen tiene efectos secundarios porque las proteínas no se pegan directamente en aquellas que queremos atacar o realizar un efecto (por ejemplo, toxina BoNT-B del botulismo), sino en muchas otras; esto causa un gran número de efectos secundarios y entonces a medida que el diseño del fármaco se hace más fino, las moléculas que se utilizan son aquellas que están diseñadas para interactuar con una molécula y no con las demás”, expresa.

 

En el artículo Massively parallel de novo protein design for targeted therapeutics, publicado en la revista Nature, se describe la metodología del diseño computacional.

Tecnología en México

En México, existen varios grupos de investigación que utilizan el software Rosetta con el objetivo de diseñar proteínas con nuevas funciones y mejorar las características de proteínas naturales.

“Desafortunadamente, montar los métodos necesarios para la selección de diseños que cumplan con las características deseadas requiere de una inversión económica importante, lo cual es una limitante para que el diseño de proteínas alcance un amplio crecimiento en el país”, señaló Renan Vergara.

De acuerdo con Renan Vergara, el diseño de proteínas de novo posibilita el desarrollo de tratamiento para combatir diversas enfermedades. En el caso de las infecciones virales o bacterianas, se pueden desarrollar proteínas que interactúen con las proteínas de la superficie celular implicadas en el proceso de infección e impidan su reconocimiento por parte de los agentes patógenos.

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

INAOE, a quince años de despertar vocaciones científicas

26 mayo, 2016

26 mayo, 2016

AUTOR: Ana Luisa Guerrero FUENTE:  AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Despertar vocaciones científicas en la juventud no es...

Conoce el nuevo laboratorio de geocronología

26 julio, 2017

26 julio, 2017

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- El Centro de Geociencias de la Universidad Nacional Autónoma...

Qué es el síndrome metabólico y por qué debemos temerle

11 junio, 2018

11 junio, 2018

Elegir los alimentos adecuados es el principal factor para hacer frente al problema En el mundo, uno de cada cuatro...

Crean material con fibra de coco para absorber ondas electromagnéticas

15 marzo, 2016

15 marzo, 2016

AUTOR: Erika González FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT   Zacatecas, Zacatecas. 10 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- En el área de...

¿Cómo reducir los tiempos de producción en la industria?

2 diciembre, 2018

2 diciembre, 2018

Por Felipe Sánchez Banda Saltillo, Coahuila.  (Agencia Informativa Conacyt).- En el sector industrial suena complicada la posibilidad de reducir los...

Investigación de la UAA cultiva cactáceas in vitro con la intención de producir compuestos que puedan ser utilizados para diferentes industrias

16 mayo, 2017

16 mayo, 2017

FUENTE: Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior, ANUIES, www.anuies.mx • Estos compuestos pueden ser utilizados en la...

Politécnicos desarrollan sistema para aprovechar PET

12 febrero, 2017

12 febrero, 2017

Estudiantes del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desarrollaron un sistema de recuperación de desechos conformado por una trituradora y una inyectora...

Estudiantes construyen detector de partículas de bajo costo

10 junio, 2018

10 junio, 2018

Por Verenise Sánchez  Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Con mucha creatividad y un incipiente pero sólido talento científico, siete jóvenes...

Talento sinaloense en el CERN

25 septiembre, 2016

25 septiembre, 2016

Culiacán, Sinaloa. 29 de agosto de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos de 29 países del mundo hacen equipo para recrear la...

Crean base de metadatos de investigación marina en México

27 febrero, 2017

27 febrero, 2017

Por Marytere Narváez Mérida, Yucatán. (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de facilitar el uso eficiente de la información existente en...

Flying Free: juego de realidad virtual que protege especies en peligro de extinción

28 abril, 2017

28 abril, 2017

Por Génesis Gatica Porcayo Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Flying Free es el nombre del primer videojuego para móviles...

Nuevo modelo de fotorreactor para tratamiento de aguas residuales

16 octubre, 2018

16 octubre, 2018

Por Felipe Sánchez Banda Saltillo, Coahuila.  (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo inicial de construir un aparato para pruebas de...

Materiales compuestos para nanosatélites mexicanos

27 mayo, 2018

27 mayo, 2018

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- El Centro Nacional de Tecnologías Aeronáuticas (Centa) colabora con...

Genoma, un universo dentro de ti

8 abril, 2017

8 abril, 2017

Por Amelia Gutiérrez Solís Colima, Colima.(Agencia Informativa Conacyt).- En la ciudad de Colima, el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología...

Crea una mexicana luminaria solar de 4 kilos para abastecer energía a comunidades rurales

22 mayo, 2017

22 mayo, 2017

El desarrolló es reconocido como desarrollo sustentable por su potencial ecológico, social y económico A fin de aprovechar el enorme...