Grapas: Un enlace químico (en amarillo) entre dos vueltas sucesivas de este péptido (en rojo) actúa como "grapa", creando una molécula estable capaz de entrar en aquellas células que son inaccesibles con los métodos terapéuticos actuales.
Fuente: Verdine Laboratory, Harvard University
Por Lauren Gravitz
Aunque los científicos ya han logrado identificar proteínas responsables de múltiples enfermedades, encontrar la manera de controlarlas es otra cosa distinta. Gracias a las limitaciones estructurales y químicas, sólo el 20 por ciento de las proteínas del cuerpo puede ser alcanzadas con los medicamentos existentes. La mayoría de los productos farmacéuticos existentes son o bien moléculas pequeñas que requieren características superficiales muy específicas para entrar en una célula, o grandes moléculas biológicas que son demasiado grandes para poder entrar. Sin embargo, los nuevos tipos de moléculas terapéuticas desarrolladas en la última década, llamadas péptidos grapas, podrían ser capaces de entrar en aquellos tejidos que antes eran inaccesibles. En una investigación presentada en la reunión de la American Chemical Society en California la semana pasada, el bioquímico de Harvard Gregory Verdine describió dos nuevos fármacos potenciales—uno para el cáncer de colon y el otro para el asma—que son capaces de ir a donde nadie ha ido antes.
"El mundo de la biología ha avanzado enormemente y es capaz de identificar qué proteínas causan enfermedades, pero el mundo de la focalización y la química no ha seguido el mismo ritmo", afirma Verdine. "Lo que necesitamos son nuevos tipos de moléculas que sean capaces de acceder al interior de las células y que tengan el tipo de propiedades de superficie que les permitan dirigirse a cosas a las que las moléculas pequeñas no pueden dirigirse".
Las terapias de mayor éxito hoy día funcionan mediante la interacción con los receptores en la superficie de una célula, o mediante el uso de pequeñas moléculas que pueden entrar en una célula a través de bolsas "grasientas" con fobia al agua. El problema, sin embargo, se produce cuando las células carecen de las características de superficie necesarias. Por ejemplo, las proteínas responsables del crecimiento de las células tumorales han sido difíciles de inhibir a través de los medios tradicionales. Para resolver el problema, Verdine utilizó unas piezas cortas de proteína llamadas péptidos, que pueden encender o apagar las vías de la enfermedad dentro de la célula y también pueden ser manipulados para crear formas que se deslizan fácilmente en el núcleo de una célula.
La idea de la manipulación de péptidos en el campo terapéutico no es nueva, pero el problema hasta ahora ha sido que son notoriamente inestables. Tienden a perder su forma una vez aislados de la proteína padre y son descompuestos rápidamente por las enzimas del cuerpo. Verdine y sus colaboradores han conseguido evitar este problema doblando un péptido para conseguir una forma y manteniéndolo en esa posición mediante la colocación estratégica de dos aminoácidos sobre el péptido y uniéndolos para formar un producto químico tipo "grapa". El resultado es un péptido fuerte, estable y helicoidal, que puede penetrar en el interior de una célula y retener su forma el tiempo suficiente para tener efectos terapéuticos.
Desde entonces Verdine ha construido varios péptidos diferentes dirigido a diversas vías de enfermedades. El último ejemplo podría ser de gran ayuda para la biología del cáncer. Se dirige a una proteína llamada beta-catenina que resulta importante para el crecimiento y el desarrollo embrionario, pero puede causar cáncer—más comúnmente, cáncer de colon—cuando su producción no se controla. Utilizando el método de grapado, Verdine y sus colegas han desarrollado un péptido capaz de moverse a través de las membranas celulares y dirigirse directamente a la producción de beta-catenina en el nivel del ADN. Las pruebas en cultivos celulares han sido prometedoras, y el grupo está a punto de comenzar los estudios en animales.
"Si bien hemos sabido durante muchos años que la beta-catenina tiene un papel importante en varios cánceres humanos, ha sido imposible atacarla utilizando los enfoques químicos tradicionales", afirma Frank McCormick, biólogo del cáncer y director del Centro del Cáncer Familiar Integral Helen Diller en la Universidad de California de San Francisco. "Está en la lista de proteínas contra las que a todo el campo le gustaría desarrollar objetivos, pero que, hasta ahora, han demostrado no reaccionar ante ningún fármaco. Es, potencialmente, un paso muy grande hacia adelante".
El segundo objetivo que Verdine y sus colegas atacaron, la interleuquina 13, se ha relacionado con el desarrollo del asma. Los péptidos grapas resultantes, cuya fabricación ha tardado tres años y aún está en su fase de desarrollo inicial, podrían ayudar a tratar la causa subyacente de la enfermedad con un medicamento que, debido a su formación grapada, podría ser estable sin necesidad de refrigeración.
Verdine cofundó Aileron Therapeutics en 2005 para comercializar la tecnología de péptido grapado, y la compañía ha puesto a prueba sus péptidos en varios modelos animales de cáncer. Según Verdine, Aileron tiene planes para iniciar sus primeros ensayos en humanos el próximo año.
"Es un enfoque muy atractivo", asegura McCormick. "El siguiente paso será ver si estos medicamentos llegan al entorno clínico. Estaremos observando el proceso de cerca y con optimismo".
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