Proteínas de escorpión para tratar la artritis
Millones de personas viven con el dolor y las limitaciones físicas de la artritis y otras enfermedades inflamatorias. Los esteroides y otros medicamentos pueden ofrecer alivio, pero también pueden tener una serie de efectos secundarios graves.
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Un nuevo estudio que se publicó en la revista Science Translational Medicine sugiere que una miniproteína derivada del escorpión podría algún día ayudar a combatir esa desventaja tóxica.
Científicos del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson identificaron una pequeña proteína en el veneno del escorpión que se acumula rápidamente en el cartílago de la articulación. Luego vincularon estas miniproteínas con esteroides para revertir la inflamación en ratas con artritis. Los investigadores encontraron que los medicamentos se concentraban en las articulaciones, evitando potencialmente las toxicidades en todo el cuerpo y los riesgos de infección causados por un tratamiento con esteroides no dirigido.
“Para las personas con artritis multiarticular, los efectos secundarios del control de la enfermedad pueden ser tan malos o peores que la enfermedad misma”, dijo el científico principal del proyecto, el Dr. Jim Olson, miembro de la División de Investigación Clínica en el Fred Hutch. “A los esteroides les gusta ir a todas partes del cuerpo excepto donde más se necesitan. Es una estrategia para mejorar el alivio de la artritis con mínimos efectos secundarios sistémicos”.
“Mi pensamiento era que estos péptidos que están en los venenos o toxinas podrían tener una biodistribución realmente única en los cuerpos humanos”, dijo Olson. “Si se les utiliza para la depredación, deberían llegar a ciertos lugares rápidamente”.
Hace más de una década, Olson descubrió una miniproteína encontrada en un escorpión que puede unirse a las células cancerosas pero no a las sanas. Cofundó una compañía, Blaze Bioscience, en 2010 para desarrollar un colorante experimental llamado Tumor Paint BLZ-100, hecho de una versión especial y brillante de la proteína objetivo del citado escorpión. Ahora se está probando como una herramienta para que los cirujanos iluminen con precisión los tumores cerebrales difíciles de ver.
Una vez que Blaze se separó del Fred Hutch, Olson se preguntó qué otras drogas potenciales podrían estar al acecho en la naturaleza.
Hace cuatro años, Olson y su equipo examinaron docenas de péptidos derivados de escorpiones y arañas. Estaban buscando otras moléculas que también pudieran cruzar la barrera hematoencefálica. (Lo cual es una tarea extremadamente difícil; la barrera protectora está diseñada para mantener casi todo fuera del cerebro.) Cuando un péptido pareció acumularse y permanecer en el cartílago, instantáneamente se dieron cuenta de que podía ser un tratamiento para la artritis.
“Realmente muestra el valor de jugar científicamente y hacer las cosas por el puro placer de aprender”, dijo Olson. “Nunca sabes a dónde te llevará. Si pudiéramos aliviar la artritis para millones de personas con muy pocos efectos secundarios, sería una muy buena inversión de nuestro tiempo”.
Después de descubrir la miniproteína, Olson recurrió a los químicos del centro de Diseño Molecular y Terapéutica del Fred Hutch. Pasaron varios años desarrollando una forma de vincularla a las drogas. Inicialmente el equipo emparejó su péptido con un esteroide llamado dexametasona. Pero descubrieron que pequeñas cantidades de la droga se filtraban en el torrente sanguíneo de las ratas, causando los mismos efectos secundarios que pretendían eliminar.
El equipo terminó usando otro esteroide llamado acetónido de triamcinolona, o TAA. Sus pruebas en ratas mostraron que era tan efectivo en el tratamiento de la inflamación como la dexametasona. Pero cuando el AAT entra en el torrente sanguíneo, se vuelve inactivo. Por lo tanto: no hay efectos secundarios detectables.
Emily Girard, científica del laboratorio de Olson y una de las autoras principales del estudio, dijo que el trabajo mostró lo que la investigación en equipo puede lograr.
“Es una idea bastante simple tomar una miniproteína que va naturalmente al cartílago y adherirle algo para que el medicamento sea administrado en forma dirigida, pero fue un desafío lograrlo”, dijo Girard. “Tuvimos que aprender y adaptar el comportamiento de la mini-proteína, el enlazador químico y la carga de esteroides para hacer un producto que fuera al cartílago, se quedara tanto tiempo como lo necesitáramos, liberara la droga a la tasa correcta, y tuviera un efecto local pero no sistémico. Hay más desarrollo por hacer, pero espero que este trabajo resulte en una terapia que ayude a mucha gente”.
El equipo espera probar este método en pacientes a través de un ensayo clínico, dijo Olson. Pero primero tendrán que responder a varias incógnitas más con más estudios toxicológicos y de otro tipo.
Olson agregó que aunque este estudio incluyó esteroides, muestra que estas miniproteínas podrían administrar otros medicamentos en el cartílago. “Creemos que los esteroides tienen un importante potencial como candidatos para el desarrollo clínico y estamos explorando activamente otras cargas útiles que podrían ser aplicadas a las articulaciones”, dijo. “El objetivo a largo plazo es entregar moléculas que vayan más allá del control de la artritis para acabar revertiéndola”.
Aunque el enfoque está a varios años de distancia de los pacientes humanos, es una prueba de concepto prometedora, dijo Olson.
Olson utiliza la naturaleza para descubrir y desarrollar nuevos medicamentos. El último estudio surgió de años de investigación sobre lo que Olson ha llamado “péptidos optimizados”. Estas pequeñas proteínas se derivan de organismos naturales como escorpiones, serpientes, violetas y girasoles.
