Científicos diseñan proteínas que producen células T

Washington.- Científicos del Instituto de Diseño de Proteínas (IPD) de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington (UW) en Seattle (Estados Unidos) han creado una nueva proteína que imita la acción de una proteína reguladora inmunitaria clave, la interleucina 2 (IL-2). La IL-2 es un potente medicamento contra el cáncer y un tratamiento eficaz para la enfermedad autoinmune, pero sus efectos secundarios tóxicos han limitado su utilidad clínica.

En un artículo publicado en la edición de este jueves de la revista 'Nature', los investigadores informan que utilizan programas informáticos para diseñar una proteína que, en modelos animales, ha demostrado tener la misma capacidad para estimular las células T que combaten el cáncer, como IL 2, pero sin desencadenar efectos secundarios nocivos.

Según los autores, el logro abre nuevos enfoques para el diseño de terapias basadas en proteínas para el tratamiento del cáncer, enfermedades autoinmunes y otros trastornos. La nueva proteína se ha denominado Neo-2/15 porque, además de simular el efecto de la IL-2, la proteína también puede imitar el efecto de otra interleuquina, la IL-15, que se está estudiando como otra posible inmunoterapia contra el cáncer.

"Las personas han intentado durante 30 años alterar la IL-2 para hacerla más segura y efectiva, pero debido a que las proteínas naturales tienden a no ser muy estables, esto ha resultado ser muy difícil de hacer --apuntó uno de los autores principales del artículo, Daniel-Adriano Silva, bioquímico de IPD--. Neo-2/15 es muy pequeña y muy estable. Debido a que loa diseñamos desde cero, comprendemos todas sus partes y podemos continuar mejorándola para que sea aún más estable y activa".

"Neo-2/15 tiene propiedades terapéuticas que son al menos tan buenas o mejores que la IL-2 natural, pero fue diseñada por ordenador para ser mucho menos tóxica", dice otro autor principal, Umut Ulge, médico de Medicina Interna y bioquímico.

SIN EFECTOS SECUNDARIOS

La IL-2 se ha utilizado como tratamiento de última hora para pacientes con cáncer que no tienen otras opciones terapéuticas. Para algunos pacientes con melanoma avanzado o carcinoma de células renales, la IL-2 puede alcanzar tasas de curación de hasta el 7 por ciento. Sin embargo, su uso es limitado porque se puede administrar de manera segura solo a los pacientes más sanos y solo en unidades de cuidados intensivos en centros médicos especializados.

IL-2 actúa sobre dos tipos de células inmunes al unirse a los receptores en la superficie de las células. El efecto que tiene la IL-2 en el comportamiento de una célula depende en gran medida del número y la naturaleza de estas interacciones del receptor. La IL-2 natural puede activar células con receptores beta y gamma responsables de la actividad antitumoral, que es exactamente lo que el paciente desearía.

Sin embargo, la IL-2 natural se une preferentemente a otro tipo de célula inmune que tiene receptores alfa además de los receptores beta y gamma. Estas células causan efectos secundarios desastrosos como toxicidad severa e inmunosupresión. Hasta la fecha, todas las terapias aprobadas de IL-2 desafortunadamente causan la activación preferencial de estas células fuera del objetivo.

La nueva proteína no se une preferentemente a las células dañinas. Esta nueva molécula permite la activación de células que luchan contra el tumor en el blanco sin activar preferentemente las células no diana responsables de la toxicidad y la inmunosupresión.

MOLÉCULAS

Según el investigador principal y director del instituto, David Baker, el hallazgo muestra que diseñar proteínas desde cero puede llevar a moléculas bio-superiores con propiedades terapéuticas mejoradas y menores efectos secundarios para prácticamente cualquier molécula biológica cuya estructura sea conocida o predecible.

Para diseñar una proteína contra el cáncer que no causara estos efectos secundarios, los investigadores utilizaron un programa de ordenador desarrollado en el laboratorio de Baker llamado Rosetta. Con Rosetta, los investigadores crearon su proteína para tener superficies que se unieran y activaran el receptor beta y gamma de IL-2, pero no el receptor alfa de IL-2, que forma parte de las células dañinas.

Primero, los investigadores diseñaron proteínas compactas para servir como andamios para mantener los dos sitios de unión en la posición correcta y, posteriormente, optimizaron la secuencia de aminoácidos de los mejores andamios. Este esfuerzo dio como resultado una proteína compacta final que es completamente diferente de la IL-2 natural.

En modelos de laboratorio y animales, se unió con avidez al receptor IL-2 beta y gamma, activó las células inmunitarias que combaten el cáncer y retrasó el crecimiento del tumor. Debido a que la proteína diseñada no tenía un sitio de unión para el receptor alfa, las dosis efectivas de Neo-2/15 no provocaron efectos secundarios tóxicos. (Europa Press)