Un hallazgo de científicos del Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear Bioestructural de la Fundación Instituto Leloir (FIL) permitirá mejorar el diseño de proteínas recombinantes, que son piezas claves para el desarrollo de biofármacos y otras moléculas de interés industrial.
Las proteínas recombinantes son aquellas que se obtienen al expresar un gen clonado en una especie o una línea celular distinta a la célula original y que se emplean como ‘fábricas’. Un ejemplo es la insulina: casi toda la producción global surge de insertar, en una bacteria, el gen humano que guarda las instrucciones para producir la hormona, lo que permite su elaboración en grandes cantidades y a muy bajo costo.
Sin embargo, la producción de proteínas recombinantes se enfrenta todavía a problemas. Y el más importante de ellos es la generación de un alto porcentaje de proteínas ‘insolubles’ o que no son biológicamente activas, lo que impide su utilización como biofármacos.
Ahora los científicos de la FIL han identificado parámetros de la ‘receta’ genética que pueden aumentar tanto la cantidad como la calidad de las proteínas recombinantes. “El estudio proporciona nuevas herramientas para el diseño racional de proteínas”, afirma el doctor Martín Aran, del Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear Bioestructural de la FIL. El trabajo “está en línea con la noción de que la secuencia de los genes puede dictar la velocidad de producción y modular la solubilidad de las proteínas recombinantes”.
Para demostrar la eficacia del nuevo enfoque, Aran, junto otros integrantes del mismo laboratorio y también científicos del CONICET, los doctores Leonardo Pellizza, Guido Rodrigo y Clara Smal, han introducido en la bacteria Escherichia coli 30 genes de una bacteria de la Antártida, Bizionia argentinensis, cuyo genoma completo fue secuenciado en 2008.
Los genes de todas las células y organismos tienen varias regiones llamadas codones que contienen instrucciones para que el ribosoma o ‘fábrica de proteínas’ elija un aminoácido (ladrillo o unidades que forman cada proteína) para el ensamblado. “Lo interesante es que codones diferentes pueden indicarle a esa maquinaría que elija un mismo aminoácido para la construcción de las proteínas –dice Arán–. Entonces nuestra pregunta fue: ¿cuáles de estos codones de Bizionia argentinensis sería el más adecuado para introducir en la maquinaría de Escherichia coli y lograr una mejor producción de proteínas recombinantes?”.
Los científicos de la FIL estudiaron la relación entre las frecuencias de los codones de los genes de Bizionia argentinensis y Escherichia coli y, al encontrar un patrón de relación, identificaron qué codones serían los más apropiados para mejorar la fabricación de proteínas recombinantes en cantidad y calidad.
“Para nuestra sorpresa, comprobamos que este patrón también explicaba la mejor o peor producción de otras proteínas recombinantes producidas en Escherichia coli que están registradas en bases de datos internacionales”, indica Pellizza, el primer autor del trabajo
