Un plátano al día puede no alejar al médico, pero una sustancia originalmente encontrada en los plátanos y cuidadosamente editada por científicos podría algún día combatir una amplia gama de virus, sugiere una investigación reciente.
Y el proceso utilizado para crear la forma de lucha contra el virus puede ayudar a los científicos a desarrollar aún más drogas, al aprovechar el "código de azúcar" que nuestras células usan para comunicarse. Ese código es secuestrado por virus y otros invasores.
La nueva investigación se centra en una proteína llamada lectina de plátano, o BanLec, que "lee" los azúcares en el exterior de los virus y las células. Hace cinco años, los científicos demostraron que podía evitar que el virus que causa el SIDA ingrese a las células.- pero también causó efectos secundarios que limitaron su uso potencial.
Ahora, en un nuevo artículo publicado en la revista Celda , un equipo internacional de científicos informa cómo crearon una nueva forma de BanLec que todavía combate los virus en ratones, pero no tiene una propiedad que cause irritación e inflamación no deseada.
Lograron separar estas dos funciones estudiando cuidadosamente la molécula de muchas maneras y señalando la pequeña parte que desencadenó los efectos secundarios. Luego, diseñaron una nueva versión de BanLec, llamada H84T, al cambiar ligeramente el gen que actúa comoEl manual de instrucciones para construirlo.
El resultado: una forma de BanLec que funcionó contra los virus que causan SIDA, hepatitis C e influenza en pruebas en muestras de tejido y sangre, sin causar inflamación. Los investigadores también mostraron que H84T BanLec protegió a los ratones de la infección por el virus de la gripe.
"Lo que hemos hecho es emocionante porque hay potencial para que BanLec se convierta en un agente antiviral de amplio espectro, algo que no está clínicamente disponible para los médicos y pacientes en este momento", dice David Markovitz, MD, coautor principal deel nuevo artículo y profesor de medicina interna en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan. "Pero también es emocionante haberlo creado diseñando una molécula de lectina por primera vez, entendiendo y luego apuntando a la estructura".
Un proyecto global aborda un problema global
Los 26 científicos del equipo, de Alemania, Irlanda, Canadá, Bélgica y Estados Unidos, trabajaron juntos durante varios años para descubrir exactamente cómo funcionaba BanLec contra los virus y luego crear una versión mejor. Fueron financiadospor los gobiernos de EE. UU. y Europa, y por fundaciones.
Utilizaron una amplia gama de herramientas científicas, incluidas las técnicas de rayos X utilizadas por el Centro de Biología Estructural de la UM que les permitieron determinar la ubicación de cada átomo en las formas originales y nuevas de BanLec.
Sus esfuerzos los ayudaron a comprender cómo BanLec se conecta tanto a los virus como a las moléculas de azúcar en el exterior de las células, y cómo provoca irritación y otros efectos secundarios al activar señales que llaman a los "primeros respondedores" del sistema inmunitario del cuerpo.
Esta comprensión es lo que les permitió cambiar el gen de una manera que afinó la molécula de BanLec. El nuevo aún mantenía los virus fuera de las células, pero no tiene la propiedad que desencadena la respuesta del sistema inmunitario.
La nueva versión de BanLec tiene un punto menos diminuto en su superficie para que se unan los azúcares, llamado sitio de "clave griega". Esto hace imposible que los azúcares en la superficie de las células del sistema inmunitario llamadas células T se unan en múltiples puntos enuna vez y desencadenar inflamación, pero aún así permite que BanLec se adhiera a los azúcares en la superficie de los virus y evite que entren en las células
Todavía faltan varios años de investigación antes de que BanLec pueda probarse en humanos. Pero Markovitz y su coautor principal Hashim M. Al-Hashimi, Ph.D., profesor de bioquímica en la Universidad de Duke y ex profesor de química y biofísicaen UM, esperamos que el trabajo de su equipo pueda ayudar a abordar la falta de medicamentos antivirales que funcionen bien contra muchos virus o contra virus que cambian rápidamente, como la influenza.
"Se necesitan desesperadamente mejores tratamientos contra la gripe", dice Markovitz, que trata a pacientes con enfermedades infecciosas en el Sistema de Salud de la UM. "Tamiflu solo es moderadamente eficaz, especialmente en pacientes críticos, y la gripe puede desarrollar resistencia a ella. Pero tambiénEsperamos que BanLec pueda ser útil en situaciones como la respuesta ante una pandemia de emergencia y entornos militares, donde se desconoce la causa precisa de una infección pero se sospecha una causa viral ".
El equipo continúa probando H84T BanLec contra otros virus en ratones y muestras de tejido.
descifrando el código del azúcar
Incluso mientras el trabajo en H84T BanLec continúa, el logro del equipo en la ingeniería de una molécula de lectina abre las puertas a otros trabajos sobre otras lectinas. Las moléculas de lectina leen el código de azúcar de las moléculas de azúcar que cubren la superficie de muchos virus y células.
Los científicos aún no entienden completamente todas las cosas que controla el código de azúcar, pero sospechan que puede ser casi tan poderoso para controlar cómo funcionan nuestras células como el código de ADN dentro de las células. Azúcares y las lectinas que se unen a ellos,parece jugar un papel clave en cómo las células "se comunican" entre sí, solicitan ayuda y realizan otras funciones.
De hecho, uno de los misterios que quedan para el trabajo de BanLec es cómo las células T del sistema inmune realmente se unen a él. Hans-Joachim Gabius, Ph.D., el líder de la parte alemana del equipo, está trabajandopara explorar esto más a fondo y utilizar esta herramienta de nueva ingeniería para ver otros aspectos del código del azúcar.
Markovitz también señala que el profesor emérito de la UM Irwin Goldstein, Ph.D., coautor del nuevo artículo, fue un pionero clave en el trabajo del código del azúcar, o la glicobiología. Su trabajo y el de otros allanaron el camino para las innovaciones queaprovechar el código del azúcar en nuevas formas de combatir las enfermedades.
La Universidad de Michigan tiene propiedad intelectual relacionada con BanLec y está trabajando activamente para llevar la tecnología al mercado. Los coautores del estudio, Michael Swanson, Ph.D., y Daniel Boudreaux, Ph.D., trabajaron enLaboratorios de Markovitz y Al-Hashimi como estudiante de doctorado y becario postdoctoral, respectivamente.
Una parte importante del trabajo para decodificar la estructura de las moléculas de BanLec fue realizada por Jeanne Stuckey, Ph.D. y Jennifer Meagher, Ph.D. del Centro de Biología Estructural en el Instituto de Ciencias de la Vida de la UM, utilizando el AdvancedSincrotrón de Fuente de Fotones en el Laboratorio Nacional de Argonne y fondos en parte de la Corporación de Desarrollo Económico de Michigan. La estructura cristalina de BanLec ha sido depositada en el Banco de Datos de Proteínas 3RFP.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sistema de salud de la Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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