Investigadores del IRB Barcelona, ubicado en el Parque Científico de Barcelona, publican en Nature Communications unas reglas para el diseño de nuevas moléculas con potencial farmacológico para tratar un amplio abanico de enfermedades, entre ellas, el cáncer de próstata. Estas moléculas, de naturaleza peptídica y que contienen únicamente aminoácidos naturales, son fáciles de generar, tienen elevada biocompatibilidad y cuentan con características farmacocinéticas favorables.

Dentro de las células, las proteínas interactúan constantemente unas con otras para llevar a cabo diferentes funciones. Para hacer frente a algunas patologías en las que dichas funciones se encuentran alteradas, bloquear la unión entre dos o más proteínas es una posible aproximación terapéutica.

Científicos del IRB Barcelona liderados por el investigador ICREA Dr. Xavier Salvatella han publicado en la revista Nature Communications unas directrices para diseñar moléculas sintéticas que bloquean la interacción entre dos proteínas. En concreto, los investigadores se han centrado en las interacciones que se caracterizan por la unión de una hélice alfa de una de las proteínas sobre la superficie de otra proteína. Este es un modo de interacción muy común y prevalente en funciones celulares con interés terapéutico relacionadas con enfermedades como el cáncer de próstata.

Las pautas que se establecen en este trabajo permiten generar moléculas de manera relativamente sencilla que bloquean la unión de (potencialmente) cualquier interacción entre una proteína globular y una hélice alfa, ofreciendo una elevada versatilidad. Estas moléculas sintéticas presentan, además, una elevada estabilidad, son solubles en agua y pueden alcanzar el interior de la célula. Estas características las convierten en buenas candidatas a fármacos.

“Nuestro trabajo propone una manera sencilla de bloquear interacciones entre proteínas globulares mediadas por hélices alfa y puede beneficiar tanto a la ingeniería de proteínas como al desarrollo de nuevos fármacos”, explica el Dr. Salvatella, jefe del Laboratorio de Biofísica Molecular del IRB Barcelona. “Es una aproximación que parte de la investigación de las interacciones naturales entre ciertas proteínas, que hemos llevado a cabo en nuestro laboratorio, y que propone utilizar este conocimiento para lograr objetivos terapéuticos mediante el diseño de pequeñas moléculas con secuencias artificiales”, añade.

Competencia por el sitio de unión

Cuando dos proteínas se “reconocen” en la célula e interaccionan es porque alguna región en la superficie de ambas “encaja” y así pueden unirse. Las moléculas a las que hace referencia este trabajo, al igual que muchos fármacos de uso común, mimetizan dicha región de la superficie de una de las proteínas participantes en la interacción, de forma que “compiten” por unirse a la superficie de la otra proteína, también llamada “proteína diana”. Así, si la molécula competidora se encuentra en una concentración mayor, o bien tiene más afinidad por la proteína diana, ocupará todos los puntos de unión y bloqueará cualquier posible interacción con la proteína original a la que el fármaco mimetiza. Sin embargo, mimetizar la superficie de unión entre dos proteínas grandes es complicado debido a su tamaño y estructura.

“Lo que proponemos en este trabajo es la creación/generación de moléculas con forma de hélice alfa que ofrecen una superficie configurable para encajar con la proteína diana y detallamos cómo hacer que esa hélice se mantenga con una estructura estable en el contexto celular”, explica el Dr. Albert Escobedo, actualmente investigador postdoctoral en el Centro de Regulación Genómica (CRG), quien ha liderado el trabajo junto al Dr. Salvatella en el IRB Barcelona.

» Artículo de referencia: Escobedo, A., Piccirillo, J., Aranda, J. et al. A glutamine-based single α-helix scaffold to target globular proteins. Nat Commun 13, 7073 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-34793-6

» Más información: web de l’IRB Barcelona [+]