¿A quién le interesa saber qué hay en la sangre de un camello?

En el nuevo capítulo de la serie “Los microbios en el museo”
de #microBIOscope hablamos de los mini-anticuerpos de llamas, dromedarios y tiburones que te pueden salvar la vida:

Estudiar la biología de animales salvajes o exóticos no es
mera curiosidad. Algunos estos conocimientos puede resultar en grandes avances
científicos.

En 1989 un grupo de biólogos dirigidos por Raymond Hamers de
la Universidad Libre de Bruselas investigaba la defensa inmnune de los dromedarios
contra los parásitos. La investigación era parte de un proyecto de fin de
carrera. Una de las pruebas de anticuerpos en la sangre de los dromedario
parecía mostrar un error: además de los anticuerpos normales con cuatro cadenas
de proteínas, aparecían unos anticuerpos más sencillos compuestos solamente por
un par de cadenas de proteínas.

Los anticuerpos son proteínas de la sangre que son parte de
nuestro sistema de defensa. Reconocen y se unen específicamente a compuestos
extraños a nuestro organismo, denominados antígenos, bloqueándolos e
inactivándolos.

El descubrimiento en realidad no fue un error, y varios años
después, Hamers y sus colaboradores publicaron sus resultados en la revista Nature. Lo que habían descubierto es que en algunos animales, como camellos, dromedarios, llamas y
también en los tiburones, alrededor
de la mitad de los anticuerpos que circulan en su sangre son más pequeños que
los del resto de los mamíferos.

 (Fuente de la imagen: ref. 1)

Mientras que los anticuerpos “clásicos” están compuestos por
dos cadenas largas y dos cadenas ligeras, estos
mini-anticuerpos carecen de las cadenas ligeras y solo están formados por dos
cadenas largas. Además, estos anticuerpos «incompletos» son
capaces de unirse con sus antígenos con la misma
afinidad que los anticuerpos normales, a pesar de ser diez veces más pequeños.

Anticuerpos, mini-anticuerpos y nano-anticuerpos. (Fuente de
la imagen: Small but mighty. Leslie M. Science. 2018.
360(6389):594-597).

Esto tiene muchas ventajas, y es que los mini-anticuerpos
son capaces de unirse a sus objetivos en lugares donde los anticuerpos
normales, mucho más grandes, no tiene acceso, como los sitios activos de las
enzimas o las hendiduras de las membranas celulares. Además, pueden incluso
reconocer superficies rugosas o moléculas tipo glicoproteínas de la membrana
celular. También, por su pequeño tamaño son más estables y más resistentes al calor y al pH ácido, por lo que pueden conservar
su actividad a medida que pasan por el tubo digestivo. Son por tanto, más
fáciles de fabricar, manejar y administrar.

Los mini-anticuerpos, o derivados de estos (los nano-anticuerpos), tienen ya unas
aplicaciones fascinantes en biomedicina y biotecnología. Se están empleado, por
ejemplo, para diagnosticar y tratar varias enfermedades como el Alzheimer y
diversos tipo de cáncer, o para desarrollar biosensores.

Por ejemplo, se acaba de publicar un estudio (2) muy
interesante sobre una nueva estrategia para combatir la gripe estacional: el diseño de una nueva vacuna universal
contra la gripe, basado en este tipo de mini-anticuerpos. Como sabes, la
gripe es un virus con una altísima variabilidad, por lo que es necesario
desarrollar nuevas vacunas cada temporada.

Lo que han hecho estos investigadores es inmunizar llamas
con varios tipos del virus de la gripe y aislar de su sangre estos
mini-anticuerpos contra el virus. Han demostrado que algunos de estos
mini-anticuerpos son capaces de neutralizar varios tipos de virus de la gripe a
la vez. Demostraron también que estos mini-anticuerpos reconocían residuos muy
conservados de la hemaglutinina (HA) del virus. Fusionando algunos de estos
mini-anticuerpos, los investigadores construyeron anticuerpos multidominio más
complejos con propiedades sinérgicas, es decir, capaces en este caso de
neutralizar prácticamente la mayoría de los distintos tipos de virus de la
gripe A  y de gripe B. Además los han
ensayado en ratones, y estos nuevos anticuerpos con capaces de proteger de
dosis letales contra las cepas H1N1 (A/Puerto Rico/8/34-MA), H3N2 (A/Hong
Kong/1/68-MA), H7N9 (A/Anhui/1/13) y B (B/Florida/4/06-MA). Por último, han
comprobado su efectividad también como vacunas intranasales con vectores de
virus adenoasociados recombinantes.

Todos estos resultados se han obtenido en ratones, todavía
no han sido probados en humanos. Pero algunos de estos nuevos mini-anticuerpos
obtenido a partir de llamas podrían emplearse como medida preventiva, como una
vacuna universal frente a la mayoría de cepas de gripe circulantes,
especialmente para proteger grupos de riesgo como personas mayores de 65 años e
inmunocomprometidos.

Esto demuestran de nuevo que estudiar la biología de otras
especies animales no es una mera curiosidad científica y que la ciencia que
puede parecer más básica (¿a quién le interesa saber que hay en la sangre de un
camello?), puede tener aplicaciones sorprendentes.

Para más información:

(1) Mini-antibodies discovered in sharks and camels could lead to drugs for cancer and other diseases.

(2) Universal protection against influenza infection by a multidomain antibody to influenza hemagglutinin. Laursen, N.S., y col. Science.
2018. 362(6414):598-602.

Con la colaboración de:

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (antes Ministerio de Economía, Industria y Competitividad)