Una singular estructura en forma de poliedro producida por el virus Autographa californica, parásito del gusano de la seda, es utilizada por Luis Vaca Domínguez, investigador del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, como recipiente para encapsular vacunas y evitar su refrigeración y caducidad.

Con más de 20 años de estudiar al microorganismo, el médico y doctor en ciencias biomédicas ha logrado identificar, aislar, modificar y clonar la proteína poliedrina, la cual forma esta estructura proteica de origen viral.

El científico tiene tres meses con una patente nacional a punto de ser transferida a una empresa farmacéutica, que permitirá usar su tecnología para trasladar y almacenar vacunas en zonas rurales y lejanas sin necesidad de invertir en la costosa refrigeración. Mientras, otra internacional está en trámite.

En el camino de su investigación, Vaca Domínguez ha encontrado en los microcristrales de poliedrina una segunda aplicación: la purificación eficiente y rápida de proteínas, un proceso que la industria realiza lo mismo para producir medicinas, que nuevos materiales, explicó en entrevista.

Encapsular vacunas

Varios años antes de emplear la poliedrina, el investigador y sus colaboradores se adentraron en el mecanismo de sobrevivencia del virus y encontraron que, como parte de su proceso evolutivo, éste ha desarrollado proteínas que se cristalizan para protegerlo del ambiente, la temperatura y la luz, mientras llega a un hospedero para sobrevivir y reproducirse.

La estructura organizada, ordenada y estable de los cristales existe en la naturaleza en varios tamaños. Algunos son grandes, como los del azúcar y la sal; otros pequeños, como los que utiliza el científico mexicano.

“Los que desarrollamos a partir de la poliedrina son de una a cinco micras y tienen la capacidad de formar cristales de manera espontánea”, indicó el universitario.

Dentro de esa estructura, el microorganismo permanece en un estado de suspensión, sin contacto con el exterior; esta ventaja es la que ha logrado mantenerse con las vacunas, para así evitar su caducidad y refrigeración.

Introducir con éxito una sustancia externa –la vacuna– en la poliedrina requirió descubrir cómo ingresar a esa estructura, es decir, conocer una secuencia de 25 aminoácidos de la proteína que funciona como llave de entrada. “Si tomamos esa serie de aminoácidos y se la ponemos a cualquier proteína que queramos, podemos dirigir su entrada al cristal de manera selectiva”, explicó.

Vaca Domínguez está en negociaciones con una farmacéutica mexicana para transferir la tecnología e iniciar la producción de vacunas de nueva generación.

Purificar rápido y a bajo costo

“Con esta tecnología hemos desarrollado nuevas aplicaciones, pues descubrimos que los microcristales sirven para purificar proteínas recombinantes de uso en humanos, animales y en biotecnología”, comentó.

La purificación se realiza de forma sencilla, rápida y económica, pues como dentro de la estructura se forman cristales, éstos se precipitan fácilmente. Con ayuda de una centrifugación, el proceso ocurre en unos cuantos segundos

Los cristales se precipitan solos, son como talco en agua, donde primero, las partículas flotan y se mueven en el líquido, pero después se precipitan y se depositan en el fondo. Si se centrifugan bajan mucho más rápido. Hacemos un proceso parecido, ejemplificó.

A las partículas de microcristales se pega la proteína de interés, por ejemplo, una hormona. “Centrifugamos y obtenemos en unos segundos la proteína purificada”, remarcó.

La purificación es un paso obligado en la producción industrial, que se utiliza para dejar a punto sustancias de importancia médica como el interferón, que se usa para la hepatitis y otras enfermedades; la hormona del crecimiento, útil para atender el enanismo, y muchas enzimas que se llevan al mercado.

“La mayoría de las empresas gastan mucho dinero en la purificación, que se realiza dentro de columnas en donde la proteína se separa por peso molecular o con diferentes métodos y nunca se obtiene un grado de pureza absoluto, siempre es relativo”, acotó.

Su tecnología abarata el costo de la purificación, lo hace rápido (en segundos y no en días) y no hay pérdida de la actividad de la enzima, hormona o proteína. Además, es un proceso que puede purificar, de manera masiva, cientos de litros en un paso.

Varias compañías están interesadas en usar la poliedrina como sistema de purificación y el investigador universitario ya tramita una ampliación de su patente para esta segunda aplicación.

Créditos: UNAM-DGCS-732-2013