Plantes contra el SARS-CoV-2

Utilitzar plantes com ‘biofactories’ per a produir nanopartícules com a vehicle de fàrmacs. Això és el que ha aconseguit un equip de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d?Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), en col·laboració amb l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SySBio), del CSIC i la Universitat de València. En concret, han creat nanopartícules amb xicotets anticossos monoclonals de cadena simple (nanobodies) que actuen contra la proteïna que embolica el coronavirus SARS-CoV-2. Aquestes nanopartícules podrien emprar-se com a reactiu en tests de diagnòstic i, després de la seua avaluació, com a fàrmac per a neutralitzar la infecció del virus. Els resultats es publiquen en la revista Plant Biotechnology Journal.

El grup d’investigació liderat per José Antonio Darós a l’IBMCP va utilitzar plantes de l’espècie Nicotiana benthamiana per a produir nanopartícules recobertes de xicotets anticossos monoclonals de cadena simple, també anomenats ‘nanobodies’. Els anticossos són molècules essencials del sistema immunitari, capaços d’unir-se a qualsevol estructura estranya per a posar en marxa altres mecanismes que destrueixen elements potencialment perillosos per a l’organisme (virus, bacteris, cèl·lules tumorals…). En concret, els nanobodies obtinguts en aquest treball actuen contra la proteïna S del SARS-CoV-2, la ‘clau’ que permet al coronavirus infectar les cèl·lules.

L’obtenció de fàrmacs a partir de les plantes es remunta a les albors de la humanitat. Ara es modifica el procés, convertint a les plantes en fàbriques per a produir compostos d’interés. “De la mateixa forma que es pot extraure un compost produït de manera natural per una planta, nosaltres induïm la producció de la molècula que volem, en aquest cas les nanopartícules recobertes amb nanobodies”, explica José Antonio Darós, professor d’investigació del CSIC a l’IBMCP. Per a això utilitzen la capacitat dels virus per a infectar a les plantes de manera ràpida i sistèmica, inserint en el genoma del virus el gen que codifica l’anticòs que volen produir.

“En lloc de produir aquests nanobodies com a molècules individuals, en aquest projecte desenvolupem la producció de nanopartícules, estructures moleculars l’escala de les quals és nanomètrica, que serveixen com a suport per a la presentació d’aquests anticossos”, revela Darós. La nanopartícula que utilitzen és la pròpia partícula viral, la proteïna estructural de la qual és fusionada a un anticòs. “D’aquesta manera, en autoacoblar-se aquestes proteïnes estructurals obtenim macromolècules multivalents, que presenten centenars de repeticions de l’anticòs en qüestió”, descriu. Així augmenta la seua capacitat d’acció, ja que “els nanobodies multivalentes mostren una avidesa major cap a la seua diana i, per tant, són més potents per a neutralitzar-la”.

Avantatges d’utilitzar plantes com biofactories

Aquest sistema de producció de nanopartícules multivalentes en biofactories de plantes podria ser usat per a produir qualsevol nanobody d’interés, asseguren els investigadors. “En particular, les nanopartícules desenvolupades en aquest treball podrien utilitzar-se com a reactiu en tests de diagnòstic del coronavirus, com per exemple les tires reactives àmpliament comercialitzades. En un pas posterior, es podria avaluar la seua capacitat de ser usades també com a agents terapèutics capaços d’inhibir la propagació viral”, comenta Fernando Merwaiss, investigador postdoctoral a l’IBMCP i coautor principal de l’estudi.

Quant als avantatges d’utilitzar plantes com biofactories per a generar compostos d’interés farmacològic, a més del baix cost de producció (les plantes només necessiten llum solar, aigua, diòxid de carboni i alguns nutrients inorgànics per a créixer), “té altres avantatges com la improbabilitat de contaminació amb patògens humans, la facilitat d’escalar la producció i la capacitat de realitzar modificacions postraduccionals similars a les de les cèl·lules de mamífers”, remarca Merwaiss. Ademés, el mètode desenvolupat per l’equip de l’IBMCP i l’I2SysBio afig la possibilitat de produir centenars de nanobodies agrupats en una mateixa macromolècula multivalent, la qual cosa augmenta notablement la seua capacitat d’acció.

Referència:

Merwaiss, F., Lozano-Sanchez, E., Zulaica, J., Rusu, L., Vazquez-Vilar, M., Orzáez, D., Rodrigo, G., Geller, R. and Daròs, J.-A. (2023), Plant virus-derived nanoparticles decorated with genetically encoded SARS-CoV-2 nanobodies display enhanced neutralizing activity. Plant Biotechnol. J. DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.14230

Notícia en UPV TV
Descarrega arxiu