Ola verde para los "taxis genéticos"
Salto en el conocimiento de las nanofibrillas peptídicas
Los virus ayudan a los investigadores a introducir genes en las células para que puedan producir, por ejemplo, ingredientes farmacéuticos activos. Unos péptidos especiales estimulan el proceso. Hasta ahora, sin embargo, el aumento de la eficacia era poco conocido. Un equipo de investigadores del MPI para la Investigación de Polímeros, la Universidad de Ulm, la Universidad británica de Cambridge y la Universidad de Wageningen, en los Países Bajos, ha arrojado ahora algo de luz sobre el tema y también ha desarrollado un péptido rentable. El equipo ha publicado sus resultados en la revista "Advanced Functional Materials".
Se pueden utilizar péptidos especiales para aumentar la eficacia con la que los virus introducen material genético en las células.
Max-Planck-Institut für Polymerforschung
Los bioquímicos necesitan "taxis" de un tipo especial: repletos de información genética, deben entrar en las células y estimularlas para que dejen de lado su tarea actual y produzcan en su lugar las sustancias activas deseadas, como la insulina. Estos servicios de entrega molecular también son interesantes para nuevos enfoques terapéuticos. Un ejemplo es la terapia con células T, para la que ya se han desarrollado los primeros enfoques. Se trata de tomar algunas células T de pacientes con cáncer, reprogramarlas en la placa de Petri y devolverlas al cuerpo, donde matan específicamente las células tumorales. También en este caso se necesita un transportador de genes eficaz en las células T para poder reprogramarlas lo más ampliamente posible. Los virus se ofrecen como tales "taxis" - después de todo, son campeones en cruzar la membrana celular. Los péptidos formadores de fibras, es decir, secuencias cortas de aminoácidos que se acoplan a los virus mediante enlaces electrostáticos, potencian aún más esta capacidad. La investigación aún no ha encontrado una respuesta satisfactoria a las preguntas de por qué ocurre esto y qué péptidos aumentan mejor la eficacia del transporte.
La base de datos de péptidos aporta conocimientos fundamentales
Los investigadores del MPI para la Investigación de Polímeros han podido resolver este rompecabezas junto con colegas de las universidades de Ulm, Cambridge y Wageningen. "Por primera vez, hemos podido relacionar los parámetros fisicoquímicos de los péptidos con la infectividad, es decir, con la capacidad de los virus para superar la pared celular", explica Christopher Synatschke, jefe del grupo de investigación de Tanja Weil en el MPI para la Investigación de Polímeros. Los investigadores crearon la base de estos hallazgos con una base de datos de péptidos. "Si se ponen los péptidos en una solución acuosa, se forman largas fibras a partir de millones o miles de millones de moléculas individuales, las llamadas nanofibrillas peptídicas supramoleculares. Hemos intentado influir en la formación de esta estructura intercambiando sistemáticamente aminoácidos, acortando los péptidos y cambiando parámetros fisicoquímicos como la hidrofilia, es decir, el "amor al agua"", explica Synatschke. ¿En qué condiciones se forman las nanofibras que son especialmente eficaces para favorecer la penetración de los virus en las células y cuándo, por el contrario, no se forman? ¿Qué partes de la molécula son esenciales? ¿Puede mejorarse la formación de fibras mediante determinados parámetros fisicoquímicos? El equipo recopiló todos estos datos en la base de datos, y así, paso a paso, adquirió el conocimiento de cómo se pueden generar estructuras peptídicas significativamente más eficientes.
Los parámetros importantes: En primer lugar, los péptidos deben formar fibras. A continuación, las fibras deben tener una carga superficial positiva para que sean atraídas por los virus y las superficies celulares y puedan así llevar eficazmente el virus a la superficie celular. Y, lo más interesante, la estructura secundaria de las fibras, como se conoce, por ejemplo, por la estructura de doble hélice del material genético, una algo más oscura es la estructura de hoja ß. Indica, por así decirlo, cómo se enredan las fibras. La regla simplificada es: cuantas más secciones de fibras estén dispuestas en una estructura de lámina ß, más eficazmente ayudarán las fibras a los virus a atravesar las membranas celulares.
El equipo de investigación aplicó directamente los conocimientos adquiridos. "Pudimos producir un péptido que es igual de eficiente que un péptido ya conocido, pero en lugar de constar de doce aminoácidos, consta de sólo siete y, por tanto, puede producirse de forma mucho más barata", explica Synatschke. Los investigadores publicaron sus resultados en la revista Advanced Functional Materials.
Las propiedades opuestas de los péptidos también son interesantes
La base de datos también es interesante para otras muchas cuestiones. Por ejemplo, los descubrimientos podrían utilizarse para producir péptidos que se unan a los virus pero no a las células, lo que reduciría la capacidad de los virus para penetrar en las células en lugar de aumentarla. De este modo, los péptidos podrían reducir la infectividad, lo que podría permitir nuevos enfoques de las enfermedades relacionadas con los virus, como el VIH. Sin embargo, los investigadores todavía tienen un largo camino que recorrer antes de llegar a ese punto.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Sieste, S.; Mack, T.; Lump, E.; Hayn, M.; Schütz, D.; Röcker, A.; Meier, C.; Kirchhoff, F.; Knowles, T. P.J.; Ruggeri, F. S. et al.: Supramolecular Peptide Nanofibrils with Optimized Sequences and Molecular Structures for Efficient Retroviral Transduction. Advanced Functional Materials 31 (17), 2009382 (2021)
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