Las llamas podrían ayudar en la lucha contra el COVID-19

Poseen una forma de anticuerpos que no existen en los humanos, los nanocuerpos, más pequeños y de mejor efectividad. Una investigación manipuló dos para que tengan perfecta adhesión a la proteína de punta del coronavirus e impidan que infecte las células

Los nanocuerpos son resultado de mutación genética inusual, sucedida hace millones de años en el ancestro que comparten las llamas, los camellos y las alpacas del presente.

Son partículas más pequeñas que los anticuerpos y tienen una función similar: impedir que un microorganismo infecte las células. Dos de ellos, llamados H11-D4 y H11-H4, demostraron eficacia, in vitro, para adherirse a la proteína de punta del nuevo coronavirus e impedir que se una a la enzima convertidora de angiotensina (ECA2), clave en la regulación de la presión sanguínea y puerta de acceso del SARS-CoV-2 a los humanos. Eso significa que logran bloquear la infección —H11-H4 mostró una potencia un 50% superior para lograrlo— y serían una esperanza en la lucha contra el COVID-19.

Hay un problema, sin embargo: es necesario crearlos. Porque los nanocuerpos, como se llama a esta forma de anticuerpos, no existen en los humanos. H11-D4 y H11-H4 se produjeron, a partir de nanocuerpos de llamas, en el Instituto Rosalind Franklin y la Universidad de Oxford, según un nuevo estudio publicado en Nature Structural & Molecular Biology Journal.

La historia se remonta a una mutación genética inusual, sucedida hace millones de años en el ancestro que comparten las llamas, los camellos y las alpacas del presente. Adquirieron entonces un tipo de protección que ningún otro mamífero tiene. En general, los anticuerpos de los mamíferos —y por eso los humanos— “tienen dos cadenas (una pesada y otra ligera), pero los camélidos, además de anticuerpos de dos cadenas, poseen también una variante de una sola cadena pesada”, escribieron Raymond Owens y James Naismith, autores principales de la investigación. Esa variante son los nanocuerpos.Los nanocuerpos se adhieren a la proteína de punta del nuevo coronavirus e impiden que se una a la ECA2, su puerta de acceso a los humanos. (REUTERS/Carlos Jasso)

“Pueden bloquear —y de manera bastante potente— la interacción entre el virus y la célula humana”, dijo Owens, profesor de biología molecular de Oxford, a Wired. “Básicamente, neutralizan el virus”. Al impedir que el SARS-CoV-2 se adhiera a la ECA2, los nanocuerpos logran que se vuelva inofensivo porque no puede secuestrar el mecanismo de reproducción celular para multiplicarse y causar COVID-19.

Esta extravagancia biológica tiene beneficios muy particulares, como mejor adhesión a las proteínas: los nanocuerpos caben en una especie de bolsillo que se forma en la superficie de una proteína, como un hueco, explicó Jason McLellan, profesor de biología molecular en la Universidad de Texas en Austin, quien en mayo había publicado hallazgos similares sobre un nanocuerpo de llama que impedía la adhesión del SARS-CoV-2 a la ACE2. “Los anticuerpos más grandes no se pueden unir dentro de ese bolsillo”.

Además, agregó Owens, los nanocuerpos “son muy estables”, capaces de mantener su forma —a diferencia de los anticuerpos— en entornos extremos como el que crean los ácidos en el estómago humano.En azul, un nanocuerpo adherido a la proteína de punta del coronavirus. (Jason McLellan/Universidad de Texas en Austin)

Los nanocuerpos humanizados ya se usan en el tratamiento contra el cáncer: bevacizumab (Avastin por su marca comercial) recibió en 2004 la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).

Sin embargo, el método de producción de los nanocuerpos es complejo: consiste en inyectarle a una llama un fragmento inocuo de un patógeno y esperar a que el animal cree una respuesta inmunológica para extraerle sus nanocuerpos. Pero en lugar de hacer eso, que demora meses, Owens y sus colegas eligieron un enfoque diferente.

“Partieron de un enorme conjunto de nanocuerpos de llamas que habían sido previamente aislados”, explicó Wired. “‘Tenemos toda una colección de diferentes secuencias con diferentes potenciales de unión‘, dijo Owens. Luego usaron la proteína de punta para pescar cualquier nanocuerpo que se adhiriese a ella”. Con esa estrategia identificaron uno rápidamente; sin embargo, no los satisfizo porque no se unía con la fuerza suficiente como para impedir con seguridad que el coronavirus ingresara a la célula.

Comenzaron entonces a probar diferentes mutaciones en la región del nanocuerpo que se conectaba con la proteína de punta, con la esperanza de lograr un calce más exacto. Y lo lograron: ante la presencia de una cantidad suficiente de estas partículas alteradas, el SARS-CoV-2 perdió la capacidad de desarrollar una infección.La segunda investigación, de la Universidad de Oxford, partió de un enorme conjunto de nanocuerpos de llamas previamente aislados. (Shutterstock)

En el caso de la investigación de McLellan —la que se presentó en mayo en la revista Cell—, los científicos tomaron un nanocuerpo que habían desarrollado contra el SARS-CoV-1, responsable de la epidemia de 2003, y lo probaron: hallaron que resultaba efectivo también contra este otro coronavirus. Esa capacidad de acción de gran espectro suele tener un costo: “En general, para tener amplitud se renuncia a algo de la fuerza o de la especificidad contra una molécula en particular”, dijo McLellan. “Es un equilibrio delicado”.

Aunque potencialmente los nanocuerpos optimizados especialmente para el causante del COVID-19 tendrían una fuerza mayor (aún hace falta investigar más), los científicos consideran también la opción de combinarlos. “Se podrían usar ambos simultáneamente, para tal vez generar un efecto de acumulación o sinergia”, dijo McLellan. Dado que cada uno se adhiere en diferentes lugares de la proteína de punta, juntos podrían hacerle extremadamente difícil que se una a la ECA2.

Desde luego, tanto el equipo de la Universidad de Oxford como el de la de Texas, también inyectaron a las llamas con fragmentos desactivados del nuevo coronavirus, y están a la espera de que los animales produzcan sus nanocuerpos de cero. “Usar la inmunización, el sistema inmunológico natural, para hacer que se desarrollen interacciones de mayor afinidad, obviamente, nos dará la mejor adhesión”, explicó Owen.Combinar los dos nanocuerpos que los distintos investigadores hallaron podría generar un efecto más fuerte por acumulación o sinergia. (REUTERS/Wael al-Qubati)

Hasta que eso se logre, los nanocuerpos de fabricación en laboratorio podrían ayudar a que las personas que sufren casos graves de COVID-19 tengan una ayuda para la lucha que intenta dar su sistema inmunológico. Es el mismo criterio que sostiene el empleo de plasma convalesciente en algunos pacientes.

Los investigadores detallaron a Wired otras ventajas de esta particularidad de la llama: como son más pequeños que los anticuerpos, los nanocuerpos pueden moverse más velozmente en los tejidos corporales, por lo cual no haría falta inyectarlos necesariamente. “Se los podría inhalar, directamente, hacia el pulmón, donde suceden las infecciones respiratorias”, dijo McLellan. “También son mucho más fáciles de producir”, agregó Owen. “Su tamaño pequeño significa que se pueden crear en bacterias, algo mucho más económico y rápido que los anticuerpos estándar, que requieren células animales”.

McLellan confía tanto en estas partículas que cree que podrían ayudar a evitar que en el futuro vuelva a presentarse una pandemia como el COVID-19. “Creo que uno de los pasos que siguen es tratar de identificar anticuerpos y nanocuerpos que se puedan unir a diversos coronavirus y neutralizarlos”, concluyó. “Si hubiera otro brote en el futuro, podríamos tener inmediatamente, desde el inicio, un anticuerpo que pudiera funcionar”.