Los investigadores de la Universidad Johns Hopkins han diseñado proteínas diminutas que podrían utilizarse como medicamentos a futuro. Estas se conocen como “nanocuerpos” y son un producto biológico bastante exclusivo, pues provienen de las células de llama y son capaces de frenar los ritmos irregulares de la arritmia.
Pero, ¿qué son exactamente los “nanocuerpos”?
Aunque su nombre suene parecido al de los anticuerpos en nuestro sistema inmune, estos nanocuerpos son otra clase de proteínas. Creadas por el sistema inmunitario para marcar qué patógenos son potencialmente peligrosos en el organismo, de tal manera que los anticuerpos los destruyan primero.
Podríamos pensar en ellas como “marcadores biológicos” para proteger al organismo. Pero curiosamente, solo se encuentran en algunas especies de camélidos y tiburones. Con lo cual los investigadores tuvieron que crear su propia versión de “nanocuerpos”, para usarla como medicamento.
Aquí es donde entran las llamas, una de las especies que más nanocuerpos posee actualmente. Los investigadores extrajeron de sus células la base proteica de los nanocuerpos de llama y se la administraron a varios ratones con arritmia y otros problemas cardiovasculares. Esto a fin de probar si podían atacar infecciones ocultas en este músculo.
Para su sorpresa, los nanocuerpos no eran capaces de curar ninguna enfermedad. Sin embargo, sí podían reducir los ritmos cardíacos irregulares y controlar las convulsiones que aparecían con ciertas enfermedades cardíacas.
Los nanocuerpos de llama pueden hacer muchas cosas
Al analizar químicamente la reacción en el corazón de los ratones, los científicos se dieron cuenta que algo había cambiado. Los nanocuerpos se habían unido a los canales de iones de sodio en las células, por lo que estaban controlando los latidos del corazón. Aunque siendo precisos, estas proteínas diminutas actuaban más como interruptores, activando o desactivando las señales químicas que mandaban las células musculares.
Como resultado, los ratones a los que se les administraron estos nanocuerpos terminaron por estabilizar su arritmia. Lo que llevó a los científicos a considerar que, si bien no podrían utilizarse como medicamento, quizás los nanocuerpos podrían servir como biomarcadores para las zonas afectadas por una enfermedad cardíaca.
Fue así que, en colaboración con la Universidad de Columbia, decidieron adherir una molécula fluorescente típica en las nanopartículas de laboratorio, para iluminar los canales de sodio en el músculo esquelético y el corazón. Así como un protector biológico para los cambios de temperatura durante el desarrollo e inyección de la proteína.
Con tantas mejoras, acabaron creando un nanocuerpo de llama avanzado, que puede estabilizar la arritmia y también:
- Resistir temperaturas hasta los 70 °C.
- Y monitorear canales de sodio en las células humanas y en las de roedores.
¿Por qué este nanocuerpo es tan importante para la ciencia?
Actualmente, los científicos utilizan los anticuerpos para identificar amenazas dentro de las células y atacarlas. Pero existen zonas minúsculas en estas moléculas, los canales de iones, que acaban siendo inaccesibles para los anticuerpos más grandes. Es aquí donde entran los nanocuerpos, que sí pueden llegar a estas zonas, e incluso transportar medicamentos sin riesgo químico.
Por tanto, los médicos y compañías farmacéuticas creen que serán vitales para el desarrollo de tratamientos a futuro. Tanto los vinculados con enfermedades cardíacas, como con ciertos tipos de cáncer, pues se valen de la misma herramienta: canales de iones de sodio.
“Los medicamentos existentes para estas enfermedades bloquean el dolor y sedan a un paciente al “apagar” los canales de iones de sodio. Pero también pueden reducir peligrosamente la frecuencia cardíaca e interferir con los ritmos cardíacos”.
Lakshmi Srinivasan, biofísica de la Universidad Johns Hopkins
Esperemos que estos nanocuerpos de llama terminen pronto los ensayos clínicos en ratones con arritmia, para llegar a tratar a los seres humanos.
Referencias:
Llama “nanobodies” could target irregular heart rhythms https://www.futurity.org/llama-nanobodies-2740522-2/
Development of high-affinity nanobodies specific for NaV1.4 and NaV1.5 voltage-gated sodium channel isoforms https://doi.org/10.1016/j.jbc.2022.101763