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Científicos del Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB) de la UAB han logrado una alternativa al uso de los virus para la terapia génica. Los investigadores han sintetizado nanopartículas que actúan como virus artificiales, capaces de envolver fragmentos de ADN y liberarlos con objetivos terapéuticos, sin riesgo biológico, en el interior de las células.
Investigadores de la Unidad de Nanobiotecnología del Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la UAB, liderados por Antonio Villaverde, han construido virus artificiales, complejos de proteínas con capacidad de autoensamblarse formando nanopartículas que son capaces de envolver fragmentos de ADN, penetrar en las células y alcanzar el núcleo de una manera muy eficiente para liberarlos con objetivos terapéuticos. El logro supone una alternativa, sin riesgo biológico, al empleo de virus para la terapia génica.
La terapia génica, la inserción de genes en el genoma con fines terapéuticos, necesita elementos que transfieran estos genes hasta el núcleo de las células. Una de las posibilidades para llevar a cabo esta transferencia es el uso de virus, pero no está exenta de riesgos. Los científicos buscan alternativas a los virus. Para ello, las nanomedicinas emergentes pretenden imitar las actividades virales en forma de nanopartículas modulables para la entrega de ácidos nucleicos y otros fármacos en las célula diana.
Ingeniería genética
Entre una gran diversidad de materiales probados por los investigadores, las proteínas son biocompatibles, biodegradables, y además ofrecen una gran variedad de funciones que se puede ajustar por ingeniería genética. Sin embargo, resulta muy complicado controlar el modo como se organizan los bloques de proteínas para formar estructuras más complejas que permitan su uso para transportar el ADN de manera eficiente, como sucede con los virus.
El grupo del profesor Antonio Villaverde ha descubierto la combinación necesaria para que estas proteínas actúen como virus artificiales y puedan autoensamblarse formando nanopartículas proteicas regulares, capaces de penetrar en las células diana y alcanzar el núcleo de manera muy eficiente. En términos químicos, la clave es una combinación de un péptido catiónico y una hexahistina situados en los extremos amino y caboxi- terminal, respectivamente, de las proteínas modulares.
Reajustes estructurales
Los investigadores de la UAB han demostrado cómo, en presencia de ADN, estos virus artificiales lo envuelven y realizan reajustes estructurales de manera que el ADN queda protegido de agentes externos de manera similar a como los virus naturales protegen el ADN en el interior de una cáscara proteica. Incluso las formas que adoptan las estructuras resultantes recuerda a las de los virus.
«Es importante destacar que esta capacidad de autoensamblaje no depende de la proteína estructural elegida, no parece limitado a un tipo de proteína en particular. Esto abre la posibilidad de seleccionar proteínas que eviten cualquier respuesta inmune después de ser administradas, lo que supone una gran ventaja para su uso terapéutico», destaca Villaverde.
«Estos virus artificiales son alternativas prometedoras a las nanopartículas proteicas naturales, incluidas los virus, que debido a varias limitaciones, incluyendo la arquitectura rígida y los temas de bioseguridad, pueden resultar menos adecuados para su uso en nanomedicina», afirma Esther Vázquez, coautora del estudio y responsable de la línea de investigación Nanobiotecnología Clínica dentro de la Unidad de Nanobiotecnología del Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB) de la UAB.
En el caso de la quimioterapia para el tratamiento del cáncer ocurre algo similar a lo que sucede con la terapia génica. Los tratamientos convencionales tienen una toxicidad muy elevada que limita su aplicabilidad. Por este motivo, los investigadores de la UAB, en colaboración con el profesor Ramón Mangues del Hospital de Sant Pau y el Profesor Ramon Eritja del CSIC, están adaptando ahora estos virus artificiales para el transporte de fármacos antitumorales dirigido directamente hacia las células del tumor. De este modo se podrían liberar grandes dosis terapéuticas de forma muy localizada.
abril 10/2015 (Diario Médico)
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