Crean una tecnología capaz de diseñar proteínas para tratar enfermedades como el cáncer

Investigadores de la Universidad de Toronto y la Universidad de Nueva York han desarrollado una tecnología novedosa que permite diseñar proteínas con dedos de zinc, es decir, aquellas que atacan cualquier tramo de ADN en el genoma humano. Esto abre una puerta a las terapias génicas para una gama incalculable de enfermedades, ya que la edición de estas proteínas permite que estas activen y desactiven diferentes genes implicados en el desarrollo de enfermedades como el cáncer, la ELA o el Parkinson.

Las proteínas con dedos de zinc son una clase común de proteínas humanas que regulan la expresión génica, es decir, cómo se manifiesta la información contenida en los genes. Los investigadores integraron datos de miles de millones de interacciones entre estas proteínas y el ADN en un modelo de aprendizaje automático. “El diseño de dedos de zinc para unirse a objetivos de ADN específicos ha sido un problema sin resolver durante décadas”, afirma Philip Kim, investigador del Centro Donnelly para la Investigación Celular y Biomolecular de la Facultad de Medicina Temerty de la Universidad de Toronto. “Nuestro trabajo debería permitir una nueva generación de terapias in vivo, que han resultado difíciles de desarrollar con CRISPR y otras tecnologías dirigidas al ADN”.

Los científicos han visto durante mucho tiempo el potencial de las proteínas con dedos de zinc porque se unen naturalmente con el ADN, tienen menos probabilidades de desencadenar una reacción inmune y son lo suficientemente pequeñas como para trabajar con métodos de administración clínica. Pero los dedos de zinc eran difíciles de diseñar: para cada nuevo objetivo de ADN, los científicos tenían que diseñar una nueva proteína a través de un flujo de trabajo laborioso y, a menudo, sin éxito.  

“Creo que este sistema nivela el campo de juego para los dedos de zinc y CRISPR”, afirma Kim, profesora de genética molecular e informática. “La tecnología CRISPR está muy establecida para la ciencia fundamental, pero nuestro sistema tiene muchas ventajas para aplicaciones en sistemas vivos, en particular, ya que los dedos de zinc son proteínas humanas y serán más seguros si se usan como medicamentos inyectados”.

Reprogramación de factores de trascripción

La reprogramación de factores de trascripción es la estrategia que han seguido los investigadores para activar o desactivar los genes implicados en diferentes patologías a través de la tecnología. Nuestro ADN contiene la información genética que es transmitida por el ARN a nuestras células para que puedan comprenderlo. Uno de los tipos de ARN es el mensajero, que contiene la información genética que se necesita para elaborar las proteínas y que es el encargado de llevar esta información desde el ADN al citoplasma, donde estas se elaboran. En este trasvase de información entre el ADN y el ARNm participan de forma activa unas proteínas que se conocen como factores de trascripción, que se unen a secuencias específicas de ADN y que controlan la canalización de la información genética de ADN a ARN mensajero. 

Con el objetivo de activar o desactivar determinados genes, los investigadores se centraron en reprogramar estas proteínas de la mano de la tecnología. Kim señala que el sistema ya genera diseños para proteínas con dedos de zinc con potencial clínico y que, tanto su equipo en Toronto como el grupo en Nueva York, están sorprendidos por lo bien que ha funcionado. De hecho, los investigadores ya han creado la empresa TBG Therapeutics para desarrollar nuevas terapias utilizando esta tecnología.

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