Un equip de científics, liderats per Enrique Marcos i F. Xavier Gomis Rüth, de l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona del Consell Superior d’Investigacions Científiques (IBMB-CSIC), amb seu al Parc Científic de Barcelona, i David Baker, director de l’Institute for Protein Design de la Universitat de Washington han dissenyat i creat proteïnes inexistents a la natura, amb estructures que imiten les immunoglobulines plegades dels anticossos. Els resultats del treball, publicats en Nature Communications, poden servir de base per al desenvolupament de fàrmacs basats en anticossos monoclonals més assequibles.

Els fàrmacs basats en anticossos monoclonals consisteixen a modificar una part dels anticossos perquè siguin capaços de reconèixer dianes terapèutiques i atacar cèl·lules concretes. Actualment, aquests són els fàrmacs més prometedors i que més estan avançant a la indústria farmacèutica, especialment per al tractament de diferents tipus de càncer, malalties autoimmunes i, més recentment, infeccions virals.

Tot i això, són teràpies encara molt costoses i hi ha limitacions que frenen el seu avanç, com són la seva baixa estabilitat, la seva gran mida i una difícil producció a gran escala, entre d’altres. Per això són fàrmacs altament costosos de desenvolupar, produir i, en ser molt inestables, també difícils de distribuir, ja que requereixen unes condicions adequades d’emmagatzematge i refrigeració.

La part dels anticossos que es modifica és una de molt concreta. “L’estructura de tots els anticossos és molt similar, però als seus extrems difereixen en una petita regió variable que és la que permet a cada anticòs reconèixer de manera específica una diana”, explica Enrique Marcos. Aquesta regió variable és una carcassa estructural amb immunoglobulines plegades, es a dir, una mena de bastida en la qual s’ancora una zona flexible que interactua i reconeix directament al patogen.

El treball que s’acaba de publicar descriu una estratègia computacional per dissenyar “petites immunoglobulines com les dels anticossos amb estructures a mida, d’alta estabilitat i amb capacitat per ancorar zones flexibles amb capacitat d’unió a la diana cercada”, revelen els científics.

Estructura d’una de les immunoglobulines, dissenyades pels investigadors, amb una zona d’unió a calci (IBMB/CSIC).

Amb aquesta estratègia, els científics han generat les noves molècules i després han comprovat mitjançant cristal·lografia que les estructures obtingudes eren les previstes als models, la qual cosa significa que “les podem dissenyar amb alta precisió”, afegeix Marcos.

El treball, en què també han participat equips de la Universitat de Toronto (Canadà), obre la porta al disseny de proteïnes similars als anticossos amb estructures adaptades a les necessitats i que presenten millors propietats biofísiques que els actuals anticossos monoclonals, cosa que representaria un gran avenç per al desenvolupament de fàrmacs més accessibles a escala global, possibilitant de nous mecanismes d’acció.

»Article de referència: Tamuka M. Chidyausiku, Soraia R. Mendes, Jason C. Klima, Marta Nadal, Ulrich Eckhard, Jorge Roel-Touris, Scott Houliston, Tibisay Guevara, Hugh K. Haddox, Adam Moyer, Cheryl H. Arrowsmith, Xavier Gomis-Rüth , David Baker & Enrique Marcos. De novo design of immunoglobulin-like domains, Nature Communications volume 13, Article number: 5661 (2022) https://doi.org/10.1038/s41467-022-33004-6