19/01/2022 Los científicos del Scripps Research Institute, en Estados Unidos, han ideado un método que podría acortar uno de los grandes pasos en el desarrollo de las vacunas modernas

Los investigadores, que publican su trabajo en la revista ‘Science Advances’, han demostrado que podían utilizar la microscopía electrónica de alta resolución y baja temperatura (crio-EM) para caracterizar rápidamente los anticuerpos -sustanciados por una vacuna o infección- que se unen a un objetivo deseado en un virus a nivel atómico.

«La pandemia de COVID-19 ha puesto de manifiesto la necesidad de disponer de tecnologías antivirales y de vacunas sólidas y rápidas –afirma el autor principal del estudio, el doctor Andrew Ward, profesor del Departamento de Biología Estructural y Computacional Integrada del Scripps Research–. Somos optimistas en cuanto a que nuestro nuevo enfoque ayudará a cubrir esa necesidad al agilizar en gran medida el descubrimiento de anticuerpos». «Tradicionalmente, la identificación de anticuerpos que son útiles contra un virus implica la laboriosa clasificación y prueba de las células B productoras de anticuerpos para encontrar los adecuados, un proceso que lleva meses», añade el investigador postdoctoral asociado y co-primer autor del estudio Aleksandar Antanasijevic.

«Con este nuevo método podemos pasar de la recogida de muestras de sangre de pacientes infectados o inmunizados a la identificación de todos los anticuerpos provocados de interés en unos diez días», apostilla el científico de plantilla y coautor del estudio Charles Bowman. La hazaña de los investigadores fue posible, en parte, gracias a las recientes mejoras en la crioelectrónica, una tecnología que utiliza un haz de electrones para iluminar y obtener imágenes de objetivos muy por debajo de la escala de la microscopía óptica ordinaria.

En un estudio publicado en ‘Nature Communications’ en agosto, por ejemplo, los investigadores utilizaron crio-EM de alta resolución para mapear de forma rápida y precisa dónde se unen los anticuerpos de los monos macacos rhesus a las versiones sintéticas de la proteína de la envoltura del VIH que se están desarrollando para posibles vacunas contra el VIH.

En el nuevo estudio, el equipo llevó esta línea de investigación un paso más allá. Emplearon un algoritmo informático de «estructura a secuencia» que puede relacionar la estructura del anticuerpo determinada por crio-EM, con la secuencia de ADN que produciría esa estructura. Para ello, reunieron una biblioteca de todas las secuencias de ADN que codifican anticuerpos de los monos, obtenidas mediante una rápida secuenciación masiva del material genético de las células B productoras de anticuerpos de los ganglios linfáticos de los animales.

Aplicando el algoritmo a los datos de crio-EM y a la biblioteca de secuencias de anticuerpos, los científicos pudieron emparejar con fiabilidad un anticuerpo de interés en sus imágenes de crio-EM con un anticuerpo único definido en la base de datos de secuencias. Los investigadores demostraron que podían confirmar la exactitud del resultado haciendo copias de ese anticuerpo único, «monoclonal», utilizando los datos de la secuencia, y verificando con la crio-EM que el anticuerpo se une de forma idéntica al anticuerpo originalmente fotografiado.

Los científicos están perfeccionando su técnica para optimizar su velocidad y utilidad, y la están aplicando a varias áreas: para evaluar rápidamente las respuestas de los anticuerpos humanos a las vacunas experimentales contra el VIH; para desarrollar tratamientos de bloqueo de anticuerpos para enfermedades autoinmunes; y para descubrir anticuerpos que puedan atacar terapéuticamente otras dianas proteicas en las células.

Esperan que las futuras mejoras en la tecnología de crio-EM y los algoritmos de estructura a secuencia permitan una identificación aún más rápida de los anticuerpos utilizando únicamente imágenes estructurales de alta resolución, sin necesidad de secuenciar el ADN de las células B. «Este enfoque de estructura a secuencia tiene un gran potencial en inmunología y en otros campos –afirma Antanasijevic–. Prevemos poder utilizarlo algún día para estudiar las interacciones entre proteínas en general, por ejemplo, para descubrir los socios de unión de una determinada proteína».