Los anticuerpos son buenos. ¿Las moléculas fabricadas por máquinas serán mejores?

Katherine J. Wu
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Un biorreactor con un cultivo celular de E. coli, el cual se usa para elaborar las proteínas "miniaglutinantes", en el Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, en Seattle, el 19 de noviembre de 2020. (Jovelle Tamayo/The New York Times)
Un biorreactor con un cultivo celular de E. coli, el cual se usa para elaborar las proteínas "miniaglutinantes", en el Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, en Seattle, el 19 de noviembre de 2020. (Jovelle Tamayo/The New York Times)
Longxing Cao, un bioquímico, muestra un modelo por computadora de proteínas "miniaglutinantes" en el Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, en Seattle, el 19 de noviembre de 2020. (Jovelle Tamayo/The New York Times)
Longxing Cao, un bioquímico, muestra un modelo por computadora de proteínas "miniaglutinantes" en el Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington, en Seattle, el 19 de noviembre de 2020. (Jovelle Tamayo/The New York Times)

Quizá el coronavirus sea nuevo, pero la naturaleza desde hace tiempo nos dio a los seres humanos herramientas para reconocerlo, al menos a escala microscópica: anticuerpos, proteínas inmunes en forma de Y capaces de engarzarse con patógenos para evitar que se cuelen dentro de las células.

Millones de años de evolución han ido perfeccionando estas proteínas hasta convertirlas en las armas para combatir enfermedades que son en la actualidad. No obstante, es posible que en tan solo unos meses una combinación de inteligencia humana y automática le haya ganado a la madre naturaleza en su propio juego.

Mediante herramientas computacionales, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington diseñó y construyó desde cero una molécula que, cuando se enfrenta al coronavirus en el laboratorio, puede atacarlo y aislarlo por lo menos con la misma eficacia que un anticuerpo. Cuando se rocía en la nariz de roedores y hámsteres, también parece proteger a los animales de enfermar de gravedad.

Esta molécula, llamada miniaglutinante debido a que puede adherirse al coronavirus, es tan pequeña y estable que puede trasladarse liofilizada en masa. También es posible hacer que algunas bacterias produzcan en masa estos miniaglutinantes y, de ser así, no solo serían efectivas sino también baratas y convenientes.

El producto de este equipo todavía se encuentra en etapas muy tempranas de desarrollo, por lo que no podemos esperar que esté pronto en el mercado. Sin embargo, hasta ahora “parece muy prometedor”, comentó Lauren Carter, una de las investigadoras que participan en el proyecto, encabezado por el bioquímico David Baker. El objetivo sería que la gente sana se pueda administrar los miniaglutinantes en espray nasal, para mantener a raya a las partículas de coronavirus del exterior.

“La aplicación más elegante podría ser un producto que tengamos en nuestra mesa de noche”, explicó Carter. “Ese es el sueño”.

Aunque los miniaglutinantes no son anticuerpos, impiden el paso del virus de manera muy parecida. El coronavirus ingresa a las células gracias a un mecanismo muy similar a la interacción de un candado y una llave, cuando una proteína llamada espícula, que actúa como la llave, se introduce en un candado molecular llamado ACE-2, que cubre el exterior de ciertas células humanas. Los anticuerpos fabricados por el cuerpo humano pueden interferir con este proceso.

Muchos científicos esperan que réplicas de estos anticuerpos producidas en masa puedan ayudar a darles tratamiento a las personas infectadas con COVID-19 o a evitar que enfermen después de infectarse. Por desgracia, se necesitan muchísimos anticuerpos para controlar al coronavirus, en especial si ya existe una infección. Además, es caro producir anticuerpos y distribuirlos a la gente.

Para desarrollar una alternativa menos melindrosa, algunos miembros del laboratorio Baker, encabezados por el bioquímico Longxing Cao, optaron por un enfoque computacional. Los investigadores elaboraron modelos y analizaron cómo interactuarían con la espícula millones de proteínas hipotéticas diseñadas en el laboratorio. Después de eliminar en secuencia las opciones de peor desempeño, el equipo seleccionó las mejores del grupo y las sintetizó en el laboratorio. Trabajaron varias semanas alternadamente en la computadora y el laboratorio, probando diseños para que la simulación y la realidad fueran lo más similares posible.

El resultado fue un miniaglutinante completamente fabricado que logra adherirse al virus, informó el equipo en la revista científica Science el mes pasado.

El problema es que la novedad del enfoque del miniaglutinante podría ser una desventaja. Por ejemplo, es posible que el coronavirus llegue a mutar y se haga resistente a la molécula hecha en el laboratorio.

Daniel-Adriano Silva, bioquímico de la empresa biofarmacéutica con oficinas en Seattle Neoleukin, que estudió con Baker en la Universidad de Washington, inventó otra estrategia que bien podría resolver el problema de la resistencia.

Su equipo también diseñó una proteína capaz de impedir que el virus invada las células, pero la molécula que fabricaron es un poco más familiar. Es una versión más pequeña y resistente de la proteína humana ACE-2, que es mucho más efectiva para contener al virus, por lo que la molécula podría llegar a servir como señuelo para atraer al patógeno lejos de las células vulnerables.

Ambos grupos de investigación exploran sus productos como posibles herramientas, no solo para combatir la infección sino también para prevenirla, con efectos similares a los de una vacuna temporal. En una serie de experimentos descritos en su artículo, el equipo Neoleukin roció su ACE-2 fabricada en la nariz de hámsteres y luego expuso a los animales al coronavirus. Los hámsteres que no recibieron el tratamiento enfermaron de gravedad, pero aquellos que habían recibido el espray nasal evolucionaron mucho mejor.

Carter y sus colegas realizan en este momento experimentos similares con su miniaglutinante, y han observado resultados comparables.

Es posible que estos hallazgos no se cumplan de la misma manera en los humanos, advirtieron los investigadores. Encima, ninguno de los equipos ha identificado un mecanismo ideal para inyectarles los productos ni a los animales ni a las personas.

Más adelante, quizá existan oportunidades para que los dos tipos de proteínas diseñadas trabajen juntas, si no en el mismo producto, al menos en la misma guerra, mientras persista la pandemia. “Es muy complementario”, dijo Carter. Si todo va bien, algunas moléculas como estas podrían sumarse al creciente arsenal de medidas y fármacos disponibles en los servicios de salud pública para combatir al virus, aseveró: “Es otra herramienta que podríamos tener”.

This article originally appeared in The New York Times.

© 2020 The New York Times Company