Investigadores del Karolinska Institutet, Suecia, han desarrollado una tecnología de nanopartículas que puede usarse para estabilizar las proteínas de membrana para que su estructura pueda estudiarse en un entorno lipídico. El método, descrito en Métodos de la naturaleza , hace posible acceder a objetivos de medicamentos que anteriormente no se podían investigar y, por lo tanto, potencialmente permite el desarrollo de nuevos medicamentos, anticuerpos terapéuticos y vacunas.
"Nuestra tecnología, denominada Salipro, puede ofrecer una amplia gama de aplicaciones potenciales, que van desde la biología estructural hasta el descubrimiento de nuevos agentes farmacológicos, así como el suministro terapéutico de terapias y vacunas basadas en proteínas", dice el primer autor Jens Frauenfeld, que trabajaba en el Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica del Instituto Karolinska cuando se realizó el estudio.
Las proteínas de membrana son el objetivo de más del 60 por ciento de los medicamentos en uso clínico. Además, las proteínas de membrana de los virus son la unidad funcional clave en las vacunas comerciales. Por lo tanto, las proteínas de membrana son muy importantes en biología, descubrimiento de fármacos y vacunaciónEl problema al que se enfrentan los investigadores es que estas proteínas son muy inestables y, por lo tanto, difíciles de investigar. Están incrustadas en membranas formadas por diferentes tipos de lípidos. La mayoría de las veces, se utilizan detergentes para extraer las proteínas de la membrana. Sin embargo, los detergentes sonasociado con la inestabilidad de las proteínas y la poca compatibilidad con los estudios estructurales y biofísicos. Además, los detergentes no proporcionan un entorno lipídico, que es importante para las proteínas de membrana.
Los investigadores detrás del nuevo estudio trabajaron en torno a ese problema utilizando la pequeña proteína celular saposina. Por lo general, la saposina transporta los lípidos de un lugar a otro dentro de la célula. Dado que se sabe que la saposina se une a los lípidos, los investigadores evaluaron si seríaposible desarrollar un método para hacer nanopartículas lipídicas estables a base de saposina. Luego expandieron el método para que también sea posible incrustar proteínas de membrana frágiles en esas nanopartículas lipídicas y estabilizarlas.
Los investigadores demuestran que el método facilita los estudios tridimensionales de alta resolución de proteínas de membrana mediante crioscopía electrónica de partículas individuales, cryo-EM, una técnica cada vez más popular entre los científicos que desean estudiar proteínas con resolución atómica. También presentanun método para extraer y estabilizar proteínas de membrana frágiles de la membrana del virus VIH.
"Hasta donde sabemos, la preparación de la proteína del pico del VIH presentada en el estudio utilizando el sistema Salipro representa el primer enfoque que permite la estabilización del pico del VIH-1, incluidos los dominios de membrana importantes, en un estado soluble y funcional", diceProfesor Pär Nordlund en el Departamento de Oncología-Patología.
Los autores creen que la tecnología también puede ser aplicable a otras proteínas de la envoltura viral como la hemaglutinina del virus de la influenza, la proteína G del virus del ébola o la proteína E del virus de la hepatitis C. En conjunto, los investigadores aplican el método en tres objetivos diferentes de proteínas de membrana paraestudios estructurales y funcionales.
El trabajo se realizó en el grupo del profesor Pär Nordlund en el Karolinska Institutet, con colaboraciones en el Karolinska Institutet, la Universidad de California San Fransisco y el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, EMBL. El proyecto fue apoyado financieramente por, entre otros, el European Molecular BiologyLa Organización EMBO, el Consejo de Investigación Sueco, la Fundación Knut y Alice Wallenberg, la Sociedad Sueca del Cáncer y la Fundación Sueca del Cáncer Infantil. Jens Frauenfeld fundó la empresa Salipro Biotech AB, y tres de los investigadores han presentado solicitudes de patentes relacionadas con eltrabajo.
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Materiales proporcionado por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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