Nanoanticuerpos: pequeñas moléculas con grandes funciones

Los seres humanos fabricamos unas moléculas llamadas anticuerpos para reconocer microorganismos y células cancerosas. Constituyen elementos de defensa de nuestro organismo y se encuentran en los líquidos como sangre, leche materna, etc. conformando la inmunidad específica humoral (del latín umor: líquido). Sirven para identificar estructuras extrañas, llamadas antígenos, que deben ser destruidas.

Entre lo visible y lo no tan visible

Cada anticuerpo solo reconoce y reacciona con el antígeno que le dio origen, por eso se dice que son específicos. Las dos moléculas, el antígeno y el anticuerpo correspondiente, se reconocen por su forma y encajan como si fueran parte de un juego de encastre, es la teoría de la llave y la cerradura. La diversidad y cantidad de anticuerpos es inmensa ya que hay tantos anticuerpos posibles como antígenos o sustancias extrañas.

La importancia de los anticuerpos y su aplicación en diversas áreas condujo al otorgamiento del Premio Nobel de Medicina en 1984 al argentino César Milstein por el desarrollo de los anticuerpos monoclonales. Este descubrimiento representó un avance muy importante para la ciencia y la industria, ya que permite producir anticuerpos artificialmente en un laboratorio a partir de cultivos celulares llamados hibridomas.

Otro avance fundamental en este campo, lo realizó un grupo de biólogos dirigidos por Raymond Hamers de la Universidad Libre de Bruselas quienes observaron que los dromedarios y otros camélidos (camello, guanaco, llama, alpaca, etc.) poseían anticuerpos con moléculas más sencillas y pequeñas que las de los anticuerpos producidos por los seres humanos y otros animales, pero igualmente efectivas. Este hallazgo abrió el camino para la generación en el laboratorio de anticuerpos artificiales simplificados, que pueden ser producidos por organismos muy simples como bacterias o levaduras modificadas genéticamente, conocidos como nanoanticuerpos por su pequeño tamaño.

En el año 2018 se otorgó el Premio Nobel de Química a la científica Frances Arnold (Instituto Tecnológico de California, EEUU), George Smith (Universidad de Missouri, Columbia, EEUU) y Gregory Winter (Laboratorio de Biología Molecular, MRC, Cambridge, Reino Unido) por sus contribuciones técnicas para facilitar la generación de nanoanticuerpos. También en el año 2018, se otorgó el Premio Nobel de Medicina al norteamericano James P. Allison y al japonés Tasuku Honjo, quienes demostraron que el uso de anticuerpos para estimular (o inhibir los frenos) al sistema inmunitario es una buena estrategia para el tratamiento del cáncer.

Un radical libre que mejora nuestras vidas

Soy directora del laboratorio de Bioquímica e Inmunidad que funciona en la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Cuyo e Imbecu-Conicet. Entre las diferentes líneas de investigación y desarrollo de nuestro laboratorio, se destaca la generación, producción y purificación de nanoanticuerpos. A partir de bibliotecas de más de mil millones de bacterias transgénicas que generamos artificialmente en el laboratorio mediante procedimientos de ingeniería genética y biología molecular, debemos encontrar y seleccionar las bacterias que produzcan los anticuerpos que nos interesan. Es como buscar una aguja en un pajar. En los casos exitosos, se obtienen 4 o 5 bacterias productoras de nanoanticuerpos funcionales. Pero el esfuerzo vale la pena, porque esas bacterias serán fábricas perpetuas de nanoanticuerpos de excelente calidad.

La producción de anticuerpos “in vitro”, es decir dentro de un laboratorio, en bacterias transgénicas generadas por biotecnología evita la utilización de animales durante la producción a gran escala, lo que reduce el impacto negativo al medio ambiente y las reacciones adversas como hipersensibilidad a las proteínas animales.

En Argentina existen escasísimas empresas para la generación de anticuerpos monoclonales, generalmente consorcios público-privados que elaboran sólo unos pocos anticuerpos terapéuticos diferentes, productos con un gran valor agregado por el gran desarrollo tecnológico que implican. La mayoría de las empresas encargadas de la comercialización de anticuerpos son sólo importadoras, y no realizan su producción en el país. Debido a esto, el costo de esta herramienta de uso tan amplio es muy alto, al igual que el tiempo de espera para su obtención, lo que se traduce en demoras para la producción de kits diagnósticos, etc. Particularmente en Mendoza, la falta de empresas dedicadas a la producción y comercialización de anticuerpos impacta directamente en la tarea científica y en el desarrollo de industrias que requieren de anticuerpos como insumos, como la industria del diagnóstico y la industria farmacéutica.

Estudio binacional sobre escenarios de riesgo en Paso Pehuenche

Somos el único laboratorio en la región capaz de generar nanoanticuerpos. Durante la pandemia, produjimos en nuestro laboratorio nanoanticuerpos contra el virus causante de Covid 19 para ayudar al desarrollo en Argentina de kits diagnósticos que pudieran detectar los antígenos del virus. Estamos trabajando en la generación de nanoanticuerpos para la detección de microorganismos patógenos de transmisión sexual como la bacteria Chlamydia trachomatis y el virus del herpes genital. La disponibilidad de estos nanoanticuerpos permitirá avanzar en el diagnóstico de estas infecciones, que en una gran proporción de casos no son detectadas, contribuyendo a la prevención y a disminuir la diseminación de las infecciones de transmisión sexual.

En la actualidad, el mercado mundial de anticuerpos de uso terapéutico para inmunoterapia de enfermedades oncológicas, autoinmunes e infecciosas es inmenso. Los anticuerpos monoclonales son alrededor del 0,2% de los fármacos, pero por su alto costo representan más del 85% del gasto en medicamentos. Se prevé que el mercado de los nanoanticuerpos crecerá de los 2 mil millones de dólares actuales a 235 mil millones de dólares en 2025. La inmunoterapia y la farmacología personalizada son el norte de la terapéutica mundial. Es importante entonces fomentar la existencia en nuestro país de científicos y empresas de base tecnológica dedicadas a la generación de anticuerpos.

*La autora es farmacéutica, bioquímica y doctora en Bioquímica. Además es secretaria de Investigación, Internacionales y Posgrado de la Universidad Nacional de Cuyo y profesora titular de Química Biológica, Facultad de Ciencias Médicas, UNCuyo. Investigadora principal de Imbecu, Conicet.

* Colaboraron en este proyecto los jóvenes investigadores de la UNCuyo y/o Conicet: Mariángeles Ávila, Romina Russi, Antonella Losinno y Diego Sánchez

Producción y edición: Miguel Títiro - mtitiro@losandes.com.ar