Tratamientos innovadores podrían desarrollarse con toxina botulínica, potente veneno

 08-03-2021
Ricardo Cocoletzi

 

   

 

Crédito foto: Bill Oxford en Unsplash

Crédito foto: Bill Oxford en Unsplash

 

La bacteria Clostridium botulinum produce la toxina botulínica, conocida por ser una de las toxinas más venenosas para el ser humano. Pese a ello, esta fue aprovechada por investigaciones en Harvard, quienes desarrollaron tanto aplicaciones cosméticas como medicas.

Investigadores de la Universidad de Harvard en conjunto con el Instituto Broad en Estados Unidos, experimentaron con la toxina botulínica desarrollándola bajo la finalidad de obtener nuevas enzimas proteasas. Las cuales tienen la función de cortar las proteínas para su activación o desactivación. Dichas enzimas poseen una selectividad alta para ayudar a la regulación de hormonas de crecimiento y actividad antiinflamatoria, es decir, acciones de neurorregeneración.

Durante el desarrollo de la investigación, el equipo obtuvo la reprogramación de las enzimas proteasas . Esto consistió en el corte de nuevos objetivos proteicos diferentes a los nativos de las proteasas iniciales. De igual manera comenzaron a trabajar en lo que el equipo llamó un "desafío clásico en biología"; esto consiste en diseñar tratamientos donde la finalidad sea el ingreso a una célula.

Gracias a la diferencia de tamaño con el resto de las proteínas, las proteasas de la toxina botulínica pueden alcanzar a las neuronas con mayor facilidad. Esta característica les proporciona un alcance más amplio otorgando una mayor posibilidad para ser utilizadas en diversos tipos de terapias. Con ello, se pueden desarrollar proteasas "personalizadas" con instrucciones especificas para saber cual y qué proteína cortar.

"Tal capacidad podría hacer que 'editar el proteoma' sea factible, de manera que complemente el desarrollo reciente de tecnologías para editar el genoma" comento el investigador de Harvard David Liu. Esto representa una ventana de oportunidades para el tratamiento de diversas afecciones como el daño neurológico. Esta investigación abre una posibilidad de terapia en proteasas, las proteínas ayudan a aumentar la capacidad del cuerpo para sanar daño en nervios mediante un tratamiento temporal o de una toma.

A diferencia de los anticuerpos cuyos objetivos son específicos, las proteasas tienen la capacidad de unirse a cualquier proteína, y hacer más que solo atacar a su objetivo, incluso reactivar proteínas inactivas. "A pesar de estas importantes características, las proteasas no se han adoptado ampliamente como terapia, principalmente a la falta de tecnología para generar proteasas que escinden los objetivos proteicos a elección", comento Liu.

Haciendo uso de una tecnología denominada Evolución Continua Asistida por Fagos (PACE por sus siglas en inglés). Mediante esta tecnología se pueden desarrollar docenas de generaciones de proteínas al día con una mínima intervención humana. Usando PACE, se enseñó a unas primeras proteasas (llamadas promiscuas), a dejar de cortar ciertos objetivos y volverse más selectivas.

Mediante la obtención del primer resultado, el equipo escaló al siguiente desafío, enseñar a una proteasa a reconocer solo un objetivo completamente nuevo. Con PACE, se logro la inhibición de la actividad natural de la proteasa para dar paso a una nueva especificidad en las mismas.

Pese a la información, es necesario un trabajo mayor antes de pasar a formar parte de un tratamiento en humanos, una de las limitantes por vencer es el no poder utilizarlas en enfermedades crónicas. Esto se debe a la posibilidad del cuerpo, específicamente del sistema inmunológico, en reconocer la toxina botulínica como sustancia extraña, atacándola e inactivándola durante el proceso.

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