Diseñan por ordenador anticuerpos para 'atacar' el Alzheimer

Cerebro, chip informático
PIXABAY
Publicado 03/07/2017 8:10:31CET

   MADRID, 3 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, han diseñado anticuerpos que se dirigen a los depósitos de proteínas en el cerebro asociados con la enfermedad de Alzheimer, y detienen su producción. Usaron métodos basados en ordenador para desarrollar anticuerpos --los actores estrella del sistema de defensa natural del cuerpo-- para dirigirse a los depósitos de proteínas mal plegadas que son un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer y las primeras pruebas de los anticuerpos en tubos de ensayo y en gusanos de nematodos mostraron una eliminación casi completa de estos patógenos.

   Los anticuerpos fueron diseñados para escanear sistemáticamente la secuencia de beta-amiloide, el principal componente de los depósitos tóxicos asociados con la enfermedad de Alzheimer. Al dirigirse a regiones específicas, o epítopos, de la secuencia beta-amiloide, los diferentes anticuerpos fueron capaces de bloquear la capacidad de beta-amiloide de adherirse o agregarse, como se detalla en un artículo publicado en la revista 'Science Advances'.

   La enfermedad de Alzheimer es la forma más común de demencia, que afecta a casi un millón de personas en Reino Unido y alrededor de 50 millones en todo el mundo. Uno de los signos distintivos de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación de depósitos de proteínas, conocidos como placas, enredos u ovillos, en el cerebro de los individuos afectados. Estos depósitos, que se acumulan cuando las proteínas de origen natural en el cuerpo se pliegan de forma y en grupos erróneos, a partir principalmente de dos proteínas: beta-amiloide y tau.

   El proceso de agregación de proteínas también crea grupos más pequeños llamados oligómeros, que son altamente tóxicos para las células nerviosas y se cree que son responsables del daño cerebral en la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores de todo el mundo han pasado décadas tratando de desentrañar los procesos que causan la enfermedad de Alzheimer y de apuntar a las proteínas de mal plegadas antes de que puedan agregarse.

   Los anticuerpos son proteínas que ayudan a defender el cuerpo contra patógenos dañinos al reconocer sus objetivos específicos, conocidos como antígenos. El poder de los anticuerpos puede aprovecharse para hacer tratamientos eficaces, como las vacunas, pero hasta la fecha no se ha desarrollado ningún anticuerpo para tratar el Alzheimer o cualquier otra enfermedad neurodegenerativa, aunque actualmente se encuentran en ensayos clínicos varios tratamientos basados en anticuerpos para la enfermedad de Alzheimer.

   "El desarrollo de terapias basadas en anticuerpos es costoso y requiere mucho tiempo, pero si podemos encontrar maneras mejores y más baratas de producir anticuerpos, aumentaríamos las posibilidades de hallar tratamientos para los pacientes; hacerlo mediante el diseño puede crear oportunidades para lograr este objetivo", subraya el autor principal del documento, el profesor Michele Vendruscolo, del Centro de Malformación de Enfermedades en Cambridge.

CONTROLAR PROPIEDADES CRÍTICAS DEL ANTÍGENO

   Hasta la fecha, ha habido dos formas principales de producir anticuerpos. La primera, que ha estado en uso durante unos 50 años, es inyectar a animales con el antígeno relevante, el cual estimula el sistema inmunológico para producir anticuerpos para atacar a la sustancia extraña y esos anticuerpos pueden extraerse como terapéuticos. El segundo método, desarrollado en la década de 1990, no requiere el uso de animales y en su lugar se basa en el cribado de grandes bibliotecas construidas en laboratorio para aislar los anticuerpos relevantes.

   "En los últimos años, gracias a los ordenadores cada vez más potentes y las grandes bases de datos estructurales, ha sido posible diseñar anticuerpos en un ordenador, lo que reduce sustancialmente el tiempo y el coste requerido", celebra otro autor del estudio, el doctor Pietro Sormanni, investigador postdoctoral en el Centro de Enfermedades Malignas. "También nos permite dirigirnos a regiones específicas dentro del antígeno, así como controlar otras propiedades críticas para aplicaciones clínicas, como la estabilidad de los anticuerpos y la solubilidad", añade.

   Una de las ventajas de los anticuerpos utilizados en este estudio es su pequeño tamaño. En estos anticuerpos más pequeños, llamados anticuerpos de un solo dominio, el "desencadenante" de una respuesta inmune es eliminado, bloqueando así las reacciones inflamatorias que hasta ahora han impedido la adopción generalizada de terapias basadas en anticuerpos para la enfermedad de Alzheimer.

   Una ventaja principal de estos anticuerpos diseñados es que pueden ser producidos sistemáticamente para unirse a las diferentes regiones de la proteína diana. De esta manera, los investigadores pueden explorar extensivamente y económicamente una variedad de mecanismos de acción, y seleccionar el más eficaz para bloquear la producción de toxinas.

   "Dado que los anticuerpos diseñados pueden dirigirse selectivamente a los oligómeros, que están presentes en cantidades bajas en relación con las cantidades totales de beta-amiloide, esperamos que sean eficaces incluso cuando se administran en dosis bajas", afirma el primer autor del estudio, el doctor Francesco Aprile, del Centro de Enfermedades Malignas de la Sociedad de Alzheimer.

   Estos anticuerpos no sólo se han diseñado para no estimular una respuesta inmune, sino que también son mucho más pequeños que los anticuerpos estándar, por lo que podrían suministrarse más eficazmente al cerebro a través de la barrera hematoencefálica.

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