Las proteínas son fundamentales en los sistemas biológicos, ya que facilitan la mayoría de los procesos celulares, como la expresión génica, el crecimiento celular, la proliferación, la captación de nutrientes, la comunicación intercelular, la apoptosis y otros casos como las proteínas recombinantes. La síntesis proteica se basa en la información almacenada en el ADN, que se transcribe en ARN mensajero (ARNm) en un proceso altamente regulado, para luego ser traducido en secuencias definidas de aminoácidos que forman una proteína. Este proceso de síntesis de proteínas sigue una secuencia de dos pasos en todos los organismos: primero, el ADN se transcribe en ARN y luego el ARN se traduce en proteína.
En las últimas décadas, la ingeniería genética ha permitido producir proteínas recombinantes, es decir, proteínas obtenidas a partir de organismos diferentes a los originales. Esto ha dado lugar a la industria de la biotecnología enfocada en la mejora de la salud. Para obtener estas proteínas, se inserta el gen correspondiente en un plásmido bacteriano y luego se transfiere a células que las producen. Se emplean diferentes sistemas de expresión, como la bacteria E.coli o sistemas más complejos como levaduras, células de insectos, mamíferos o plantas, dependiendo de la proteína deseada.
Teniendo diversas aplicaciones, en este artículo veremos cómo las proteínas recombinantes tienen diversas aplicaciones terapéuticas, como la insulina humana o el interferón para tratar enfermedades como la esclerosis múltiple.
Proteínas recombinantes en investigación biomédica
Las proteínas recombinantes son esenciales tanto en la investigación biomédica básica como en las técnicas de laboratorio avanzadas. Por un lado, son cruciales para el estudio detallado de procesos biológicos fundamentales, permitiendo la elucidación de la estructura y función de proteínas específicas mediante técnicas como la cristalografía de rayos X y la resonancia magnética nuclear. Este conocimiento preciso no solo desvela cómo interactúan las proteínas entre sí y con otras moléculas en el cuerpo, sino que también abre nuevas vías para el diseño de fármacos y terapias innovadoras.
Por otro lado, las proteínas recombinantes son herramientas versátiles en una variedad de técnicas de laboratorio, como inmunohistoquímica, ELISA y western blot. Se emplean para desarrollar ensayos enzimáticos y, cuando se combinan con pares de anticuerpos adecuados, pueden utilizarse como estándares en ELISA y como controles positivos en western-blots e IHC. Además, son esenciales para explorar las complejas interacciones entre proteínas, un aspecto crucial en numerosos procesos celulares, mediante técnicas como los microarrays de proteínas recombinantes. Estas proteínas también son valiosas para investigar respuestas celulares ante situaciones de estrés y enfermedad. Otro ejemplo de aplicación totalmente diferente sería en modelos animales, donde las proteínas y péptidos recombinantes son herramientas fundamentales para identificar potenciales candidatos terapéuticos novedosos.
El papel fundamental de las proteínas recombinantes en las terapias dirigidas
En muchas terapias dirigidas, especialmente en el tratamiento del cáncer y enfermedades autoinmunes, se emplean anticuerpos monoclonales como herramientas terapéuticas clave. Estos anticuerpos monoclonales son diseñados para dirigirse específicamente contra proteínas o células involucradas en la enfermedad, lo que les permite atacar selectivamente las células cancerosas o regular la respuesta inmune del cuerpo. Al ser altamente específicos, los anticuerpos monoclonales minimizan los efectos secundarios no deseados asociados con los tratamientos convencionales, como la quimioterapia.
Un ejemplo de proteína clave en el desarrollo terapias dirigidas sería el receptor Fc. El sistema inmunológico de los mamíferos ha evolucionado para defender a los organismos contra los patógenos mediante la superposición de la especificidad de la inmunidad adaptativa sobre la inmunidad innata ancestral. Son los receptores Fc los que actúan como puente entre la inmunidad adaptativa e innata, llevando el poder de respuesta celular de la inmunidad innata al sitio de unión de anticuerpos. En los humanos existen varios receptores Fc. Aunque todos estos cumplen un propósito biológico importante, son los receptores Fc gamma recombinantes los que despiertan más interés en el desarrollo de anticuerpos terapéuticos, ya que la mayoría de los anticuerpos o moléculas relacionadas en desarrollo son de la subclase IgG.
El prometedor futuro de las proteínas recombinantes
Las proteínas recombinantes han trascendido las fronteras de la biotecnología convencional, desencadenando un panorama de innovación y aplicaciones futuras. En la vanguardia de esta revolución, se están desarrollando nuevas tecnologías de expresión que prometen optimizar la producción de proteínas con mayor eficiencia y precisión. Este impulso potenciará los avances en medicina personalizada, permitiendo terapias más específicas y efectivas. En este horizonte de posibilidades, las proteínas recombinantes emergen como pilares fundamentales para abordar los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo.
