Personal investigador de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), de l'àrea científica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), participa en un estudi que aconsegueix obtindre nanopartícules recobertes amb anticossos contra el coronavirus a partir de ‘biofactories’ de plantes. Este mètode per a produir anticossos, desenvolupat juntament amb l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (CSIC-UPV), és econòmic i evita la contaminació amb patògens humans
El projecte, en el qual participa l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio, CSIC-UV), situat en el Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), aconsegueix crear nanopartícules amb xicotets anticossos monoclonals de cadena simple (nanobodies) que actuen contra la proteïna que embolica el coronavirus SARS-CoV-2. Estes nanopartícules podrien emprar-se com a reactiu en tests de diagnòstic i, després de la seua avaluació, com a fàrmac per a neutralitzar la infecció del virus. Els resultats es publiquen en la revista Plant Biotechnology Journal. Un assoliment aconseguit per un equip de l'I2SySBio amb la col·laboració de l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV).
El grup d'investigació liderat per José Antonio Darós en l'IBMCP va utilitzar plantes de l'espècie Nicotiana benthamiana per a produir nanopartícules recobertes de xicotets anticossos monoclonals de cadena simple, també anomenats ‘nanobodies’. Els anticossos són molècules essencials del sistema immunitari, capaços d'unir-se a qualsevol estructura estranya per a posar en marxa altres mecanismes que destrueixen elements potencialment perillosos per a l'organisme (virus, bacteris, cèl·lules tumorals…). En concret, els nanobodies obtinguts en este treball actuen contra la proteïna S del SARS-CoV-2, la ‘clau’ que permet al coronavirus infectar les cèl·lules.
L'obtenció de fàrmacs a partir de les plantes es remunta a les albors de la humanitat. Ara es modifica el procés, convertint a les plantes en fàbriques per a produir compostos d'interés. “De la mateixa forma que es pot extraure un compost produït de manera natural per una planta, nosaltres induïm la producció de la molècula que volem, en este cas les nanopartícules recobertes amb nanobodies”, explica José Antonio Darós, professor d'investigació del CSIC en l'IBMCP. Per a això utilitzen la capacitat dels virus per a infectar a les plantes de manera ràpida i sistèmica, inserint en el genoma del virus el gen que codifica l'anticòs que volen produir.
Al costat de la possibilitat d'utilitzar plantes com biofactorías per a generar compostos d'interés farmacològic, a més del baix cost de producció, té avantatges com la improbabilitat de contaminació amb patògens humans, la facilitat d'escalar la producció i la capacitat de realitzar modificacions postraduccionals similars a les de les cèl·lules de mamífers
“En lloc de produir estos nanobodies com a molècules individuals, en este projecte desenvolupem la producció de nanopartícules, estructures moleculars l'escala de les quals és nanomètrica, que serveixen com a suport per a la presentació d'aquests anticossos”, revela Darós. La nanopartícula que utilitzen és la pròpia partícula viral, la proteïna estructural de la qual és fusionada a un anticòs. “D'esta manera, en autoacoblar-se estes proteïnes estructurals obtenim macromolècules multivalents, que presenten centenars de repeticions de l'anticòs en qüestió”, descriu. Així augmenta la seua capacitat d'acció, ja que “els nanocossos multivalents mostren una avidesa major cap a la seua diana i, per tant, són més potents per a neutralitzar-la”.
Avantatges d'utilitzar plantes com biofactories
Este sistema de producció de nanopartícules multivalents en biofactories de plantes podria ser usat per a produir qualsevol nanobody d'interés, asseguren els investigadors. “En particular, les nanopartícules desenvolupades en este treball podrien utilitzar-se com a reactiu en tests de diagnòstic del coronavirus, com per exemple les tires reactives àmpliament comercialitzades. En un pas posterior, es podria avaluar la seua capacitat de ser usades també com a agents terapèutics capaços d'inhibir la propagació viral”, comenta Fernando Merwaiss, investigador postdoctoral en l'IBMCP i coautor principal de l'estudi.
Al costat de la possibilitat d'utilitzar plantes com biofactories per a generar compostos d'interés farmacològic, a més del baix cost de producció (les plantes només necessiten llum solar, aigua, diòxid de carboni i alguns nutrients inorgànics per a créixer), “té altres avantatges com la improbabilitat de contaminació amb patògens humans, la facilitat d'escalar la producció i la capacitat de realitzar modificacions postraduccionals similars a les de les cèl·lules de mamífers”, remarca Merwaiss. A més, el mètode desenvolupat per l'equip de l'IBMCP i l'I2SysBio afig la possibilitat de produir centenars de nanobodies agrupats en una mateixa macromolècula multivalent, la qual cosa augmenta notablement la seua capacitat d'acció.
Referència:
Merwaiss, F., Lozano-Sanchez, E., Zulaica, J., Rusu, L., Vazquez-Vilar, M., Orzáez, D., Rodrigo, G., Geller, R. and Daròs, J.-A. (2023), Plant virus-derived nanoparticles decorated with genetically encoded SARS-CoV-2 nanobodies display enhanced neutralizing activity. Plant Biotechnol. J. DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.14230
Notícia