El éxito ha acompañado a la idea de un equipo de científicos de la Universidad de Pittsburgh, en el sentido de unir los últimos avances en Inteligencia Artificial y en Biología Molecular para descubrir diminutos fragmentos de anticuerpos producidos por la llama y otros camélidos con gran potencial como terapias contra enfermedades, entre las que se encuentra la actual Covid-19, producida por el coronavirus SARS-CoV-2.
Como explican en Cell Systems, extrajeron pequeños fragmentos de anticuerpos del coronavirus SARS-CoV-2 de llama, camélido suramericano, que podrían convertirse en tratamiento inhalable para las personas diagnosticadas con Covid-19.
Los primeros pasos de este nuevo método se explicaron, el pasado mes de noviembre, en Science. “La naturaleza es nuestro mejor inventor”, afirmó entonces el profesor Yi Shi, autor principal de ambos trabajos. “La tecnología que desarrollamos investiga nanocuerpos neutralizantes del SARS-CoV-2 a una escala sin precedentes, lo que nos permitió descubrir rápidamente miles de nanocuerpos con una afinidad y especificidad incomparables«.
Aunque pueda parecer una entelequia, nada más lejos ya que este enfoque tiene el potencial de identificar rápidamente múltiples y potentes nanocuerpos que se pueden dirigir a diferentes partes de un agente patógeno.
Como señala el profesor Yi Shi, la mayoría de las vacunas y tratamientos terapéuticos contra el SARS-CoV-2 se dirigen a la proteína de pico, pero si esa parte del virus muta, disminuye la eficacia de los preparados y de los demás fármacos.
Su estrategia se centra en “desarrollar cócteles terapéuticos que consisten en múltiples nanocuerpos -subraya- que pueden lanzar un ataque en múltiples frentes para neutralizar el patógeno”.
Nanocuerpos producidos por la llama frente a coronavirus
Shi y su equipo son expertos en localizar nanocuerpos, que son fragmentos pequeños y altamente específicos de anticuerpos producidos por llamas y otros camélidos. Los nanocuerpos son particularmente atractivos para el desarrollo en terapias porque, con ayuda de técnicas de bioingeniería, son fáciles de producir.
Además, tienen otra serie de cualidades como alta estabilidad y solubilidad y, según estos científicos, pueden inhalarse, en lugar de administrarse mediante infusión intravenosa, como los anticuerpos tradicionales.
Al inmunizar una llama con una parte de un patógeno, en unos dos meses el sistema inmunológico del animal produce una plétora de nanocuerpos maduros.
Ahí es cuando estos científicos tratan de descubrir qué nanocuerpos son los mejores para neutralizar el patógeno y los más prometedores para el desarrollo de terapias para humanos. “Aquí es donde entra en juego la estrategia de proteómica de alto rendimiento”, matiza el profesor Shi.
Con esta nueva técnica, en cuestión de días los científicos pueden identificar decenas de miles de nanocuerpos distintos y muy potentes del suero de llama inmunizado y, posteriormente, examinarlos en busca de ciertas características, como dónde se unen al coronavirus.
Evitar las variantes del coronavirus
Los nanocuerpos se descomponen para liberar pequeños péptidos de huellas dactilares que son únicos para cada uno de ellos. Se colocan en un espectrómetro de masas, para averiguar su secuencia de aminoácidos; esto es, los bloques de construcción de proteínas que determinan la estructura del nanocuerpo.
Simultáneamente, esta secuencia de aminoácidos se examina en una plataforma informática con software de Inteligencia Artificial. Al examinar rápidamente esta ingente cantidad de datos, el programa selecciona a aquellos nanocuerpos que se unen más estrechamente al patógeno y en qué parte del mismo se acoplan.
En el caso de la mayoría de las terapias Covid-19 actualmente disponibles, esta es la proteína de pico, pero recientemente ha quedado claro que algunos sitios en el pico son propensos a mutaciones que cambian su forma y permiten que escapen anticuerpos.
Con la estrategia del profesor Shi es factible seleccionar sitios de unión en el pico del SARS-CoV-2 que sean evolutivamente estables y, por lo tanto, es menos probable que permitan que se escapen nuevas variantes.
Posible aplicación en cáncer y enfermedades neurodegenerativas
Este complicado proceso sigue con la fabricación de células bacterianas para producir anticuerpos tradicionales. Las células bacterianas -como detalla el estudio- se duplican en apenas 10 minutos, y los nanocuerpos con ellas, mientras que las células humanas tardan un promedio de 24 horas en este proceso.
“Esto reduce drásticamente el costo de producir estas terapias”, destaca el profesor Shi, que está convencido de que esta tecnología a partir de la sangre de llama puede ser beneficiosa no solo para desarrollar ahora terapias contra el coronavirus, sino también para futuras pandemias.
“Estamos explorando su uso en el tratamiento del cáncer y las enfermedades neurodegenerativas -termina diciendo este científico de la Universidad de Pittsburgh-, porque nuestra técnica podría incluso usarse en medicina personalizada, desarrollando tratamientos específicos contra superbacterias que han experimentado mutaciones”.
En este estudio participaron también Zhe Sang, de Carnegie Mellon University, así como Lirane Bitton y Dina Schneidman-Duhovny, de la Universidad Hebrea de Jerusalén. Y en su financiación figuran los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, la Fundación de Ciencias y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Israel y el Centro de Investigación Interdisciplinaria de Ciencia de Datos de la Universidad Hebrea.
