Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), en el este de España, el CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) y la Universidad de Edimburgo desarrollan nuevas cajas moleculares para mejorar la efectividad y reducir la toxicidad de fármacos anticancerígenos.

El equipo investigador acaba de publicar en la revista Chemical Science, que ha seleccionado además el proyecto para una de sus portadas interiores, una estrategia basada en el uso de sistemas moleculares para la encapsulación y liberación de fármacos con posibles aplicaciones en futuras terapias contra el cáncer.

En su estudio encapsularon un fármaco anticancerígeno en una caja molecular que responde a cambios de pH y comprobaron su eficacia contra células cancerígenas, según informó la UPV en un comunicado.

Las cajas moleculares son estructuras que envuelven completamente las moléculas huésped, encapsulando en este caso un fármaco y dejándolo en un estado inactivo para su posterior liberación recuperando la actividad.

El estudio, que se ha desarrollado como parte del proyecto de tesis doctoral de Giovanni Montà, ha permitido iniciar la línea de investigación en cajas moleculares para aplicaciones biológicas.

«En nuestra investigación, evaluada en pruebas in vitro en células, hemos realizado un análisis comparativo entre dos cajas análogas: una caja metalo-orgánica y otra caja orgánica, explicó Giovani Montà, que añadió: «Se trata de un estudio único, de gran relevancia para poder avanzar qué tipo de caja es mejor para aplicaciones biológicas y, en este caso concreto, para luchar contra esas células cancerígenas».

En su estudio, el equipo del IDM-UPV y el CIBER-BBN, en colaboración con Paul Lusby de la Universidad de Edimburgo, ha comprobado que la caja molecular orgánica tiene mejores propiedades que la caja metalo-orgánica, y permite administrar mejor el fármaco debido a su ausencia de toxicidad.

Vicente Martí, investigador del IDM-UPV y del CIBER-BBN, explicó que la caja orgánica destaca por su alta compatibilidad celular, ya que no muestra ninguna toxicidad celular incluso en dosis altas, a diferencia de las cajas metalo-orgánicas, en las que sí observaron toxicidad.

«Además, la caja orgánica administra el fármaco anticancerígeno doxorrubicina de forma eficaz a las células, preservando la actividad citotóxica de este fármaco anticancerígeno», apuntó David Bastante, investigador predoctoral en el IDM-UPV.

De esta forma, según Alba García, investigadora CIBER-BBN, este estudio establece unas bases para futuros desarrollos de sistemas de liberación de fármacos basados en cajas moleculares, aplicados al tratamiento de enfermedades como el cáncer.

Tras los buenos resultados del sistema desarrollado en sus laboratorios, el equipo del IDM, CIBER-BBN sigue trabajando en la mejora de sus propiedades.

«Nuestro objetivo es obtener un sistema que nos permita avanzar en aplicaciones biológicas, y poder realizar ensayos in vivo», concluyó Ramón Martínez-Máñez, director del Instituto IDM en la UPV e investigador también del CIBER-BBN.

05 agosto 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Una investigación ha logrado resolver, gracias a técnicas de vanguardia, cómo el organismo es capaz de identificar los daños en el ADN causados por la luz solar, el alcohol y la contaminación para poder luego repararlos, un hallazgo que puede abrir la puerta a mejorar los tratamientos contra el cáncer.

El trabajo publicado en Nature descifra un «misterio de décadas», según sus responsables del Laboratorio de Ciencias Médicas de Londres y del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, que han desvelado el mecanismo básico por el que uno de los sistemas de reparación del ADN más vitales reconoce los daños e inicia su restauración.

El ADN, el manual de instrucciones de todas las tareas que las células deben realizar, se daña constantemente a lo largo de la vida por factores ambientales como la luz ultravioleta del sol, el consumo de alcohol, el tabaco, la contaminación y la exposición a sustancias químicas, y aunque suele reparase, esto no siempre funciona.

Una de las formas en que el ADN se deteriora es cuando se ‘entrecruza’ (sus dos cadenas quedan pegadas una a la otra), lo que impide que pueda replicarse y expresar genes con normalidad, explica un comunicado del Laboratorio de Ciencias Médicas, que recuerda que la acumulación de daños puede provocar cáncer.

Para este estudio, los investigadores, liderados por David Rueda y Lori Passmore, se centraron en una vía de reparación del ADN conocida como la vía de la anemia de Fanconi, que se identificó hace más de veinte años.

Esta está activa durante toda la vida e identifica los daños y los repara continuamente (las personas con mutaciones que reducen la eficacia de esta vía son mucho más propensas a padecer cáncer).

Aunque las proteínas implicadas en esta vía se descubrieron hace tiempo, seguía siendo «un misterio» cómo identificaban el ADN entrecruzado e iniciaban el proceso de reparación.

El equipo de Lori Passmore en Cambridge había constatado previamente -el trabajo se publicó en 2020- que el complejo proteico llamado FANCD2-FANCI (D2-I), que actúa en uno de los primeros pasos de la vía de la anemia de Fanconi, se adhiere al ADN, iniciando así su reparación.

Sin embargo, quedaba por resolver cómo este complejo reconoce el ADN entrecruzado y por qué está implicado en otros tipos de daño.

Para avanzar en este conocimiento, los investigadores utilizaron una combinación de técnicas de vanguardia para demostrar que el complejo D2-I se desliza a lo largo del ADN, controlando su integridad, y para visualizar cómo reconoce dónde detenerse, permitiendo que las proteínas se muevan y se bloqueen en ese punto para iniciar su restauración.

En concreto, utilizaron una técnica de microscopía de última generación conocida como ‘pinzas ópticas correlacionadas e imagen de fluorescencia’ para explorar cómo ese complejo proteico se desliza a lo largo de una molécula de ADN de doble hélice.

Además, usaron la criomicroscopía electrónica, una potente técnica para visualizar proteínas a nivel molecular y con la que determinaron las estructuras del complejo D2-I.

«Comprender el proceso de reparación del ADN y, lo que es más importante, por qué falla reviste una enorme importancia, ya que el daño en el mismo es un factor clave en muchas enfermedades», resumen los autores, entre ellos el español Pablo Alcón.

Muchos fármacos contra el cáncer provocan un daño celular tan grave que las células cancerosas dejan de dividirse y mueren. En tales casos, las vías de reparación del ADN, un proceso fisiológico tan vital en la vida normal, pueden ser secuestradas por las células cancerosas, que las utilizan para resistir los efectos de los fármacos quimioterapéuticos.

Entender las bases mecánicas del primer paso en la vía de reparación del ADN puede ayudar a que los fármacos contra el cáncer sean más eficaces en el futuro.

31 julio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Por los 35 años del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB) de Camagüey un grupo de científicos de Cuba se reúnen hoy para debatir perspectivas en el combate a enfermedades como el dengue.

En exclusiva con Prensa Latina, Gerardo Guillén, director de Investigaciones Biomédicas del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología de La Habana, que mantiene constante colaboración con su homólogo de Camagüey, aseguró que «tenemos proyectos que se encuentran en etapa avanzada y que van dirigidos a las principales causas de mortalidad, a los principales problemas de salud del país».

Además aseguró que «en este momento, el Heberprot-P (para tratar úlceras del pie diabético) es un producto líder de la institución después de la vacuna Abdala (contra la covid-19), que ha tenido una relevancia importante no solo en el control de la epidemia en Cuba, sino que se ha exportado también a varios países, siendo también un producto innovador con patentes».

Sobre afecciones en zonas tropicales y en especial en Cuba explicó que «ahora, por ejemplo, la vacuna que tenemos priorizada entre nuestros proyectos es aquella contra el dengue. Estamos trabajando intensamente en una vacuna novedosa, que se diferencia de otras».

En cuanto a sus perspectivas de comercialización explicó que «existe una sola vacuna en el mercado en este momento contra el dengue, pero que tiene sus limitaciones. La estrategia nuestra evita esas limitaciones que tienen las otras estrategias de vacunas que se llevan a cabo en el mundo», argumentó el investigador.

Al dialogar sobre el estado actual del proceso del medicamento, Guillén informó que «en este momento culminamos estudios clínicos que confirman la prueba de concepto, y la estrategia que nos habíamos trazado, que está dirigida a potenciar la respuesta celular. Esperamos en un año poder tener esta vacuna en estudios clínicos ya en nuestro país», declaró Guillén.

Cuba cada año es afectada por enfermedades transmitidas por el mosquito Aedes Aegyptis, como el dengue, el zika y la chikungunya, por tanto el aporte científico para el tratamiento de tales padecimientos resulta capital para el país y la región, además del acápite económico y comercial del resultado del producto médico.

El quehacer de instituciones como el CIGB ha devenido en un éxito rotundo en la lucha contra la covid-19, además de la adquisición de patentes internacionales y la propia reputación de la ciencia cubana en el ámbito biomédico a nivel mundial.

23 julio 2024|Fuente: Prensa Latina |Tomado de |Noticia

En el contexto del desarrollo del evento BioHabana 2024 que se celebra desde el lunes último en la ciudad balneario de Varadero, Cuba y Chile intercambiaron criterios sobre la industria biofarmacéutica.

Según la chief executive officer (CEO) de Cercal Group de Chile Claudia Velasco la posibilidad de asistir a una cita como BioHabana 2024 es muy gratificante, agradezco al grupo empresarial BioCubaFarma por la invitación al evento y conocer sobre el desarrollo de la industria biofarmacéutica de Cuba.

Trazar alianzas con Cuba, nación que vive hoy una revolución tecnológica en el ámbito de las investigaciones en el sector de la salud, supone una oportunidad valiosa para Cercal Group, entidad de Chile, pero con subsedes en Uruguay, México, Colombia y con más de 1850 clientes en el mundo, dijo. Velasco explicó que establecer relaciones laborales con empresas cubanas en cuanto a los productos desarrollados por la industria biofarmaceútica y los dispositivos electrónicos de última generación tecnológica supone una ganancia tanto para su grupo como para las demás instituciones participantes en BioHabana 2024.

Cuba se abre al mundo en la tecnología con grandes valores humanos de sus científicos, colaborar y ser parte del progreso científico del país contribuirá a potenciar las ciencias en el área latinoamericana y desde nuestra parte fomentaremos su inserción en los mercados internacionales, puntualizó la CEO.

La CEO también en Mawat Solution, sistema de monitoreo en tiempo real que supervisa las vacunas en Chile, comentó que participar en BioHabana 2024 como conferencista en el tema de validación de sistemas computarizados, resultó una grata experiencia por cuanto ha crecido Cuba en estos tópicos. Con 15 años de fundado, Cercal Group labora en la actualidad en la región de Latinoamérica con casi el 60 por ciento de la industria productiva de medicamentos del área y suma ya en su historial 10 mil proyectos.

Cercal Group se incluye entre las más de 300 empresas participantes en BioHabana 2024, evento que con auspicio del Grupo Empresarial BioCubaFarma y la Industria Biotecnológica, Farmacéutica y de Tecnología Médica Cubana concluye hoy y en el cual delegados de 38 naciones intercambiaron sobre diferentes ramas de las ciencias.

05 abril 2024|Fuente: Prensa Latina| Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Científicos del laboratorio de Biología Sintética Traslacional de la Universidad Pompeu Fabra  (UPF) han conseguido manipular la bacteria cutánea ‘Cutibacterium acnes’ para que produzca y segregue una molécula terapéutica capaz de tratar el acné y que se ha validado en ratones.

Publicados hoy en Nature Biotechnology, los resultados de la investigación, liderada por la  UPF, muestran que se ha logrado editar el genoma de la bacteria de la piel ‘Cutibacterium acnes’ para que segregue y produzca la proteína NGAL, conocida por ser un mediador del fármaco contra el acné, la isotretinoína, que ha demostrado reducir el sebo al inducir la muerte de los sebocitos.

‘Hasta ahora, la bacteria de la piel ‘Cutibacterium acnes’ se consideraba intratable’ por lo que ‘era increíblemente difícil introducir ADN y conseguir que produjera o secretara proteínas a partir de un elemento insertado en su genoma’, ha explicado la primera investigadora del estudio, Nastassia Knödlseder. La universidad ha detallado que los investigadores insistieron en editar el genoma de esta bacteria porque es atractiva para la biología sintética para tratar enfermedades de la piel, dado que reside en el interior de los folículos pilosos -prácticamente donde se libera el sebo-, también por su importancia para la homeostasis de la piel, su estrecho contacto con dianas terapéuticas relevantes y el hecho de que se haya demostrado que se injerta con éxito cuando se aplica a la piel humana.

Validada en la piel de ratones, diferente a la humana La investigación ha determinado que la aplicación de este tipo de bacterias podría tratar el acné sin comprometer la homeostasis de todo el microbioma cutáneo. De momento, la bacteria manipulada se ha probado en líneas celulares de la piel y su administración se ha validado en ratones. Cuando la bacteria sintética resultante se aplica en la piel de los ratones, ésta vive y produce la proteína de interés, sin embargo, la piel de estos animales ‘no es comparable a la de los humanos’ porque ‘tiene más pelo, es más suelta, tiene menos lípidos y un mecanismo de sudoración distinto’, ha advertido la universidad. Por ello, ha indicado que para avanzar ‘es necesario probar la nueva bacteria en un modelo alternativo, que represente mejor la piel humana, como los modelos de piel en 3D’.

Enero 9/2024 (EFE) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Investigadores del Barcelona Supercomputing Center, junto a grupos del CSIC y la UCM, han añadido una nueva función a una proteína gracias a métodos computacionales.

Cada año se producen cerca de 400 millones de toneladas de plásticos en el mundo, una cifra que aumenta alrededor de un 4% anualmente. Las emisiones que resultan de su fabricación son uno de los elementos que contribuyen al cambio climático, y su presencia ubicua en los ecosistemas conlleva graves problemas ecológicos.

Uno de los más empleados es el PET (tereftalato de polietileno), presente en muchos envases y en botellas de bebida. Con el tiempo, este material se va desgastando formando partículas cada vez más pequeñas —los llamados microplásticos—, lo que agrava los problemas medioambientales. El PET supone ya más del 10% de la producción global de plásticos y su reciclaje es escaso y poco eficiente. Ahora, científicos del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), junto con grupos de investigación del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC (ICP-CSIC) y de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), han desarrollado unas proteínas artificiales capaces de degradar microplásticos y nanoplásticos de PET y reducirlos a sus componentes esenciales, lo que permitiría su descomposición o su reciclaje. Para ello han usado una proteína de defensa de la anémona de fresa (Actinia fragacea), a la que le han añadido la nueva función tras un diseño mediante métodos computacionales. Los resultados se publican en la revista Nature Catalysis.

Expandiendo la naturaleza

“Lo que hacemos es algo así como añadirle brazos a una persona”, explica Víctor Guallar, profesor ICREA en el BSC y uno de los responsables del trabajo. Esos brazos consisten en apenas tres aminoácidos que funcionan como tijeras capaces de cortar pequeñas partículas de PET. En este caso se han añadido a una proteína de la anémona Actinia fragacea, que carece en principio de esta función y que en la naturaleza “funciona como un taladro celular, abriendo poros y actuando como mecanismo de defensa”, explica el investigador.

El aprendizaje automático y los superordenadores como el MareNostrum 4 del BSC usados en esta ingeniería de proteínas permiten “predecir dónde se van a unir las partículas y dónde debemos colocar los nuevos aminoácidos para que puedan ejercer su acción”, resume Guallar. La geometría resultante es bastante similar a la de la enzima PETasa de la bacteria Idionella sakaiensis, capaz de degradar este tipo de plástico y descubierta en 2016 en una planta de reciclaje de envases en Japón.

Los resultados indican que la nueva proteína es capaz de degradar micro y nanoplásticos de PET con “una eficacia entre 5 y 10 veces superior a la de las PETasas actualmente en el mercado y a temperatura ambiente”, explica Guallar. Otras aproximaciones precisan actuar a temperaturas superiores a 70 °C para hacer el plástico más moldeable, lo que conlleva altas emisiones de CO2 y limita su aplicabilidad. Además, la estructura de la proteína en forma de poros se escogió porque permite el paso de agua por su interior y porque puede ser anclada a membranas similares a las que se usan en plantas de desalinización. Esto facilitaría su uso en forma de filtros, que “podrían ser usados en depuradoras para degradar esas partículas que no vemos, pero que son muy difíciles de eliminar y que ingerimos”, destaca Manuel Ferrer, Profesor de Investigación en el ICP-CSIC y responsable también del estudio.

Un diseño que permite la depuración y/o el reciclado

Otra ventaja de la nueva proteína es que se diseñaron dos variantes, según los lugares de colocación de los nuevos aminoácidos. El resultado es que cada una de ellas da lugar a diferentes productos. “Una variante descompone las partículas de PET de forma más exhaustiva, por lo que podría usarse para su degradación en plantas depuradoras. La otra da lugar a los componentes iniciales que se necesitan para el reciclaje. De esta forma podemos depurar o reciclar, según las necesidades”, explica Laura Fernández López, que realiza su tesis doctoral en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC (ICP-CSIC).

El diseño actual ya podría tener aplicaciones, según los investigadores, pero “la flexibilidad de la proteína, al igual que la de una herramienta multiusos, permitiría añadir y probar nuevos elementos y combinaciones”, explica la doctora Sara García Linares, de la Universidad Complutense de Madrid, que también ha participado en la investigación. “Lo que buscamos es aunar el potencial de las proteínas que nos da la naturaleza y el aprendizaje automático con superordenadores para producir nuevos diseños que nos permitan alcanzar un entorno saludable de cero plásticos”, resume Ferrer.

“Los métodos computacionales y la biotecnología nos pueden permitir encontrar soluciones a muchos de los problemas ecológicos que nos afectan”, concluye Guallar.

Referencia

Robles-Martín A, Amigot-Sánchez R, Fernandez-Lopez L, Gonzalez Alfonso JL, Roda S, Alcolea Rodriguez V,  et al. Sub-micro- and nano-sized polyethylene terephthalate deconstruction with engineered protein nanopores. Nat Catal[Internet]. 2023[citado 29 oct 2023]. https://doi.org/10.1038/s41929-023-01048-6

30 octubre 2023 | Fuente: EurekaAlert| Tomado de Prensa