No es un anticuerpo, es un cuerpo franco: Una nueva herramienta para la obtención de imágenes de células vivas

La sonda basada en anticuerpos funciona en sistemas vivos y tiene como objetivo la clásica etiqueta HA

05.07.2019 - Estados Unidos

Los anticuerpos son las biomoléculas que nuestro sistema inmunológico despliega para encontrar, etiquetar y destruir patógenos invasores. Funcionan al unirse a objetivos específicos, llamados epítopos, en las superficies de los antígenos, como cerraduras en las llaves.

Durante muchas décadas, los científicos han explotado inteligentemente este mecanismo de marcado selectivo en anticuerpos naturales para diseñar sondas basadas en anticuerpos que les permiten purificar y estudiar diferentes tipos de proteínas dentro de las células. Una técnica probada y verdadera, el marcado de epítopos, consiste en fusionar un epítopo con una proteína de interés y utilizar anticuerpos etiquetados fluorescentemente para hacer que esas proteínas sean visibles, pero sólo en células muertas fijas.

Ahora, un equipo multidisciplinario de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado y el Instituto de Tecnología de Tokio han añadido una nueva herramienta al arsenal de sondas basadas en anticuerpos, pero con una poderosa distinción: Su sonda genéticamente codificada funciona en células vivas. El trabajo, dirigido por el profesor Tim Stasevich del CSU Monfort y el profesor Hiroshi Kimura del Tokyo Tech, se describe en Nature Communications.

Según el primer autor Ning Zhao, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Stasevich que diseñó la mayoría de los experimentos, su nueva sonda basada en anticuerpos se llama cariñosamente "frankenbody". Al igual que coser nuevas extremidades en un cuerpo, los científicos han tomado las regiones de unión de un anticuerpo normal, las "partes pegajosas", y las han injertado en un andamiaje diferente que permanece estable en las células vivas, pero que conserva la especificidad del anticuerpo.

"Nos interesan los anticuerpos intracelulares porque se pueden usar como reactivos de imagenología en una célula viva", dijo Stasevich, profesor asistente del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la CSU. "No necesitas una etiqueta, como una proteína fluorescente verde, porque en su lugar tienes este anticuerpo fluorescente que se unirá a tu proteína que quieres visualizar."

La nueva sonda sería un complemento útil a la proteína verde fluorescente (GFP), una herramienta bioquímica muy extendida y objeto de un Premio Nobel que consiste en fusionar genéticamente una etiqueta verde iluminada con una proteína de interés. Sin embargo, el GFP está limitado por su tamaño relativamente grande y el tiempo que toma fluorescencia; con la nueva sonda de los investigadores de la CSU, la marca es más pequeña y se vuelve fluorescente más rápido, por lo que el "nacimiento" de una proteína de interés puede ser capturado en tiempo real.

Con el objetivo de hacer su herramienta inmediatamente útil, los científicos diseñaron su sonda para trabajar con la clásica etiqueta HA. La HA es una pequeña marca de epítopo lineal ampliamente utilizada que se deriva de una porción de la proteína hemaglutinina del virus de la influenza humana.

"Durante mucho tiempo, la gente ha estado observando proteínas etiquetadas con HA en células muertas fijas", aseguró Stasevich. "Ahora podemos visualizar la dinámica de esas proteínas en las células vivas."

Las posibilidades de que los científicos puedan utilizar la nueva sonda son ilimitadas. El laboratorio de Stasevich está particularmente interesado en estudiar la traducción de ARN, y planean usar su nuevo sistema para diseñar más fácilmente nuevos experimentos de imagenología de ARN.

Añadido Zhao, la etiqueta HA es diminuta - una cadena de sólo nueve aminoácidos - y la sonda está codificada genéticamente en un plásmido que puede ser fácilmente transferido a una célula. Esto contrasta con los anticuerpos tradicionales, que pueden costar a un laboratorio varios cientos de dólares por orden, sufren de variabilidad de lote a lote y son difíciles de conseguir en las células. La nueva sonda del equipo de Stasevich por lo tanto proporciona una solución de bajo costo para la imagenología de traducción de proteínas y ARN.

En el trabajo, los científicos demostraron algunas aplicaciones, incluyendo el rastreo de una sola proteína, la imagenología de traducción de un solo ARN, y la imagenología de fluorescencia amplificada en embriones de pez cebra. Todos estos experimentos son más desafiantes cuando se utilizan las etiquetas tradicionales de proteína fluorescente.

"Tenemos varios reactivos de imagenología nuevos en las obras que se basan en este éxito, así que veo grandes cosas por delante", dijo Stasevich.

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