Neutrones para mejorar las vacunas contra gérmenes multirresistentes
FRM II permite a los científicos observar en profundidad la estructura de las biomoléculas
Los neutrones de la Fuente de Neutrones de Investigación Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) pueden utilizarse para explorar la estructura de biomoléculas. El éxito más reciente: el análisis preciso de una prometedora vacuna contra gérmenes multirresistentes.
El Dr. Aurel Radulescu en la Instalación de Neutrones de Ángulo Pequeño KWS-2 del Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. Los neutrones de la Fuente de Neutrones de Investigación Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) pueden utilizarse para explorar la estructura de biomoléculas. El éxito más reciente: el análisis preciso de una prometedora vacuna contra gérmenes multirresistentes.
Bernhard Ludewig, FRM II / TUM
Las bacterias resistentes a todos los antibióticos convencionales causan más de un millón de muertes al año. Por ello, investigadores de todo el mundo buscan nuevos enfoques terapéuticos para combatir estos patógenos. Hace dos años, un equipo internacional de Grenoble identificó un principio activo adecuado para la producción de una vacuna contra la bacteria multirresistente Pseudomonas aeruginosa. Entretanto, la vacuna se ha probado con éxito en ratones.
"Como ocurre con muchas vacunas nuevas, en este caso el principio activo está embebido en liposomas. La caracterización y comprensión exactas de estas biomoléculas nanoscópicas es un factor clave para el desarrollo y la optimización de futuras vacunas", afirma el Dr. Marco Maccarini, biofísico del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia. Junto con expertos del laboratorio TIMC de la Universidad Grenoble Alpes (UGA) y del FRM II, ha analizado con éxito la estructura de la vacuna candidata contra Pseudomonas aeruginosa.
La vacuna consiste en biomoléculas con tamaños del orden de 100 nanómetros. Estas moléculas consisten en su mayoría en lípidos, sustancias similares a las grasas, que forman pequeñas burbujas o liposomas debido a sus propiedades bioquímicas. Estas burbujas pueden a su vez proteger y transportar los principios activos propiamente dichos. En el caso de la vacuna contra Pseudomonas aeruoginosa, este principio activo es la proteína OprF. "En general, el principio activo puede acoplarse al liposoma en varias posiciones, por ejemplo interna o externamente", explica Maccarini. "Pero el sistema inmunitario lo reconoce mejor cuando está integrado en la doble capa lipídica". Así, la estructura de la biomolécula es decisiva en la eficacia de una vacuna".
Se busca Radiación no destructiva
Estos detalles estructurales no son visibles a simple vista. Los microscopios ópticos no tienen una resolución suficientemente alta para la investigación de liposomas. Aunque la radiación de rayos X tiene longitudes de onda más cortas, no es adecuada para el análisis estructural, ya que la radiación puede dañar las biomoléculas en determinadas circunstancias. "Pero los haces de neutrones son ideales: Sólo interactúan con los núcleos atómicos y, por tanto, no causan daños ni cambios estructurales. De este modo, las muestras pueden investigarse en su estado original", afirma Maccarini.
El investigador encontró todo lo que necesitaba para analizar la nueva vacuna candidata en el FRM II de Garching, cerca de Múnich: un elevado flujo de neutrones, un laboratorio bien equipado y el Dr. Aurel Radulescu, experto en la medición de la dispersión de ángulo pequeño, una tecnología que puede utilizarse para investigar en detalle las moléculas de tamaño nanométrico.
Un modelo informático representa la estructura de las vacunas
"En nuestro caso, el reto era utilizar el difractómetro, que mide la dispersión de los neutrones por los núcleos atómicos, para distinguir entre las proteínas y los lípidos de la muestra", recuerda Radulescu, que supervisa el difractómetro de dispersión de ángulo pequeño KWS-2 para el Forschungszentrum Jülich (FZJ) de Garching. Añade que hizo falta un truco para que esta distinción funcionara finalmente: "Realizamos las mediciones con diferentes combinaciones de disolventes: agua normal y agua pesada que contiene deuterio, mezcladas en diversas concentraciones". Como los neutrones "ven" de forma diferente el hidrógeno normal y el deuterio, el resultado fueron imágenes de la muestra con diferentes contrastes que contenían información distinta.
Para el análisis, el equipo de investigación desarrolló un modelo informático que representa la estructura de la vacuna candidata. "Esto nos permite no sólo representar la estructura bicapa de los lípidos, sino también determinar la posición media y la cantidad del principio activo OprF que está incrustado entre las dos capas lipídicas". El nuevo modelo también puede utilizarse para investigar la estructura de nuevas vacunas basadas en liposomas y optimizar su desarrollo posterior.
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
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
