Créditos de las imagenes: Weizmann press room courtesy..
Una nueva manera de estabilizar las estructuras de las proteínas podría ser la clave para una vacuna eficiente.
A pesar de que la malaria ha sido investigada por décadas, la enfermedad todavía afecta a cientos de millones y mata alrededor de medio millón de personas cada año, la mayoría de ellos niños en regiones tropicales.
Parte del problema es que el parásito de la malaria cambia de forma, lo que hace que sea difícil atacarlo.
Pero otra parte del problema es que incluso las proteínas del parásito, que podrían ser utilizadas como vacunas, son inestables en el rango de temperaturas tropicales, y para ser producidas en grandes cantidades requieren de sistemas celulares complicados y costosos.
Desgraciadamente, donde las vacunas son más necesarias, no hay buenas condiciones de refrigeración y los fondos para comprar las vacunas son escasos.
Una nueva técnica desarrollada en el Instituto Weizmann de Ciencia, recientemente publicada en Proceedings of the National Academy of Science (PNAS, por sus siglas en inglés) podría en el futuro ayudar a desarrollar una vacuna más económica contra la malaria que pueda ser almacenada a temperatura ambiente.
La proteína RH5 es una de las proteínas del parásito de la malaria que han sido probadas para ser utilizadas como vacuna. Esta proteína es utilizada por el parásito para anclarse a los glóbulos rojos que infecta.
Utilizando la proteína como vacuna, se alerta al sistema inmune de la amenaza sin causar la enfermedad, y de esta manera, el sistema inmune puede tener una respuesta rápida cuando la enfermedad ataca y puede causar la interrupción del ciclo infeccioso del parásito.
La estudiante de investigación Adi Goldenzweig y el Dr. Sarel Fleishman, del Departamento de Ciencias Biomoleculares del Instituto, decidieron utilizar herramientas computacionales de diseño de proteínas desarrolladas en el laboratorio de Fleishman para mejorar la utilidad de esta proteína.
Basándose en el programa que ellos habían creado para estabilizar estructuras de proteínas, Goldenzweig desarrolló un nuevo programa para “programar” proteínas utilizadas en vacunas contra enfermedades infecciosas.
Aquellas proteínas, debido a que están bajo constantes ataques del sistema inmune, tienden a mutarse de generación en generación. Por lo que el programa que ella desarrolló utiliza toda la información que se tiene sobre las distintas configuraciones de la secuencia de la proteína en distintas versiones del parásito.
“El parásito engaña al sistema inmune al mutar las proteínas en su superficie. Paradójicamente, entre mejor sea el parásito en evitar el sistema inmune, nos deja más pistas para diseñar una proteína artificial exitosa,” dice ella.
Los investigadores mandaron la proteína artificial programada a un grupo en Oxford que se especializa en desarrollar vacunas contra la malaria.
Este grupo, dirigido por los Profes. Matthew Higgins y Simon Draper, pronto tuvo buenas noticias: los resultados mostraron que, en contraste con las proteínas naturales, la proteína programada puede ser producida en cultivos celulares simples y baratos, y en grandes cantidades.
Esto podría reducir mucho los costos de producción. Además, ella es estable hasta temperaturas de 50°C, por lo que no necesita refrigeración. Lo mejor de todo, en pruebas en animales, las proteínas provocaron una respuesta inmune protectora.
“El método desarrollado por Adi es realmente general,” dice Fleishman. “Ha tenido éxito donde otros han fallado, y ya que es muy fácil de utilizar, podría ser aplicado en casos de enfermedades infecciosas emergentes como el Zika o Ébola. donde una acción rápida puede evitar el desarrollo de una epidemia”.
Fleishman y su grupo están actualmente utilizando su método para probar una estrategia distinta para tratar la malaria, enfocada en atacar a la propia proteína RH5 y bloquear su habilidad de mediar el contacto entre el parásito y los glóbulos rojos humanos.
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