Un equipo de científicos de la universidad de Stanford (EE.UU) ha rediseñado una proteína consiguiendo que células neuronales dañadas se regeneraran, mientras que diferentes ajustes a la misma proteína inhibieron el crecimiento de un tumor pulmonar, según un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences
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La bioingeniera Jennifer Cochran, ha pasado años estudiando y rediseñando los ligandos, que son moléculas que regulan los procesos biológicos en los pulmones, huesos, vasos sanguíneos y otros órganos principales y, por lo tanto, son críticos para la lucha contra la mayoría de enfermedades que afectan a la humanidad.
Los experimentos se realizaron en células de ratas y humanos que presentaban enfermedades reales en condiciones de laboratorio. «Es de esperar que estas proteínas se puedan usar algún día para tratar enfermedades neurodegenerativas, así como el cáncer y otros trastornos como la osteoporosis y la aterosclerosis», dijo Cochran.
Como todas las proteínas, los ligandos y los receptores están formados por muchos aminoácidos diferentes unidos como perlas y plegados en formas tridimensionales distintas. Un ligando con la forma correcta se ajusta a su receptor correspondiente como una llave se ajusta a una cerradura, explican.
Mediante el uso de técnicas sofisticadas de ingeniería molecular, los investigadores pueden cambiar la línea de aminoácidos en un ligando, esencialmente haciendo millones de claves que luego seleccionan para ver qué podría desbloquear su receptor correspondiente de alguna manera deseable.
Una clave que se ajusta mejor y activa la cerradura de manera más eficiente, es llamada superagonista y es capaz de transmitir mensajes que indiquen a las células que crezcan de una manera más robusta. La bioingeniería también se puede utilizar para convertir ligandos en antagonistas, claves que también se ajustan al bloqueo del receptor, pero de una manera que bloquea la señal y, por lo tanto, podría retrasar una función como el crecimiento celular.
Cuando los investigadores agregaron un superagonista a un cultivo de tejidos de células neuronales lesionadas, se detectó un aumentó en las señales de mensajes que promueven el crecimiento de los axones, las fibras que transmiten los impulsos nerviosos, lo que sugiere que este ligando modificado estaba alentando a las neuronas lesionadas a regenerarse.
Por el contrario, los investigadores demostraron que, al introducir algunas alteraciones de aminoácidos adicionales en podían convertir este ligando en un potente antagonista que ayude a inhibir el crecimiento de tumores de pulmón en ratones, lo que sugiere un posible uso medicinal diferente para esta variante de la molécula.
Cochran es optimista de que los ligandos y receptores diseñados continuarán demostrando ser una clase prometedora de medicamentos para combatir enfermedades y mantener la salud. «Hace tiempo que me fascina la forma en que las proteínas funcionan como máquinas moleculares de la naturaleza y cómo las herramientas de ingeniería nos permiten dar forma a la estructura y la función de la proteína con la creatividad de un artista, en este caso utilizando aminoácidos como nuestra paleta», concluyó.
H/T – Eshora
