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Proteína Factories
Los medicamentos hechos de proteínas se han mostrado prometedores en el tratamiento del cáncer, pero son difíciles de administrar porque el cuerpo generalmente descompone las proteínas rápidamente.
Para sortear ese obstáculo, un equipo de investigadores del MIT ha desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula que puede sintetizar proteínas bajo demanda. Una vez que estas partículas de la fábrica de proteínas alcanzan sus objetivos, los investigadores pueden iniciar la síntesis de proteínas al iluminarlas con luz ultravioleta.
Las partículas podrían usarse para entregar pequeñas proteínas que matan las células cancerosas y, eventualmente, proteínas más grandes como los anticuerpos que activan el sistema inmunológico para destruir tumores, dice Avi Schroeder, un postdoctorado en el Instituto David H. Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, quien desarrolló las partículas con el profesor del Instituto Robert Langer, ScD '74, y Daniel Anderson, profesor asociado de ciencias y tecnología de la salud e ingeniería química.
Los investigadores esperan utilizar las partículas formadoras de proteínas para atacar los tumores que se han diseminado desde el sitio original del cáncer a otras partes del cuerpo. Estas metástasis causan el 90 por ciento de las muertes por cáncer.
Las partículas imitan la estrategia de fabricación de proteínas que se encuentra en la naturaleza. Las células almacenan sus instrucciones de construcción de proteínas en el ADN, que luego se copia en el ARN mensajero. Ese ARNm transporta planos de proteínas a estructuras celulares llamadas ribosomas, que leen el ARNm y lo traducen en secuencias de aminoácidos. Los aminoácidos se unen para formar proteínas.
Queríamos utilizar maquinaria que ya ha demostrado ser muy eficaz, dice Schroeder. Los ribosomas se utilizan en la naturaleza y fueron perfeccionados por la naturaleza durante miles de millones de años para ser la mejor máquina que puede producir proteínas.
Las nanopartículas contienen una mezcla de ribosomas, aminoácidos y las enzimas necesarias para la síntesis de proteínas, todos transportados en una capa externa de grasa. También se incluyen en la mezcla secuencias de ADN para las proteínas deseadas. El ADN está atrapado por un compuesto químico llamado DMNPE, que se une temporalmente a él. Cuando se expone a la luz ultravioleta, el compuesto libera el ADN, lo que permite a los investigadores controlar cuándo y dónde se ensamblan las proteínas.
El equipo ahora está investigando otras formas de desencadenar la producción de proteínas. Por ejemplo, el ADN puede liberarse cuando las partículas encuentran un nivel de acidez particular u otras condiciones biológicas específicas de ciertas regiones o células del cuerpo.