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El biofísico Victor Lemeshko y el biólogo Sergio Orduz desarrollan nuevos péptidos antimicronianos, algunos de una potencia superior al patentado en Estados Unidos.

Foto: María Claudia Rojas / UNIMEDIOS

 

 

Crean péptido sintético contra enfermedades bacteriales

El insumo científico para producir fármacos, biopesticidas, medicamentos veterinarios y plantas transgénicas fue obtenido por un biólogo de la Escuela de Biociencias y un biofísico de la Escuela de Física de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. Su valor es tan importante que fue registrado por la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos.

María Claudia Rojas R.,
Unimedios

Gracias a sus potenciales aplicaciones antibióticas en seres humanos, plantas y animales, un péptido sintético, fabricado por dos científicos colombianos, fue registrado por la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos.

Victor Lemeshko y Sergio Orduz Peralta, docentes e investigadores de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín, con la participación de la Corporación de Investigaciones Biológicas, consiguieron simular un segmento de 26 aminoácidos (péptido) a partir de la proteína natural de una bacteria nativa colombiana, que resultó altamente activa al probarla contra más de ocho microorganismos patógenos.

Lemeshko desde hace 37 años buscaba entender la función de las mitocondrias en las células. Orduz, por su parte, desde hace 12 años exploraba, en aquellas bacterias que producen toxinas, una que fuera eficiente para matar larvas de insectos. Su investigación estaba orientada al control de ciertas plagas en distintos cultivos.

Cuando Lemeshko logró explicar cómo la liberación de algunos compuestos de las mitocondrias son pieza clave en la muerte de una célula y UnimediosOrduz encontró en el jardín de su casa la bacteria con ‘el veneno’ idóneo para atacar patógenos humanos, la unión de sus conocimientos se hizo imprescindible.

Pero ¿dónde se encontró la esquiva bacteria?

Una muestra de tierra en el jardín de Orduz bastó para encontrar lo que distintos grupos de investigación ya habían buscado. El crecimiento de enfermedades tropicales (leishmaniasis, dengue, malaria, chagas, etc.), transmitidas por mosquitos o zancudos, ha sido la preocupación de las ciencias médicas, a las que Orduz les aportó el hallazgo de Bacillus thuringiensis serovar medellin. El nombre fue sugerido por los mismos expertos mundiales en contraposición a Bacillus thuringiensis serovar israelensis, hasta el momento las dos únicas bacterias reconocidas por su facultad de matar larvas de mosquitos de importancia médica. No obstante, la descubierta en Medellín posee toxinas diferentes a las de Israel. Entre ellas la llamada Cry11, aislada para producir el péptido objeto de la patente.

El complemento a tal descubrimiento no se hizo esperar: la función normal de muerte de las mitocondrias sería puesta a prueba y la eficiencia de la toxina cotejada en las células intestinales de tres especies de insectos, dos de los cuales transmiten malaria y dengue. El resultado final: “la toxina demostró ser enormemente activa. De una vez dañó las mitocondrias”, asegura el profesor Lemeshko.

Sin embargo, un paso previo habría de darles la solución. La secuencia total de la toxina bacteriana descrita por Orduz tiene 782 aminoácidos. Es decir, como una palabra con 782 letras. Al observar la palabra larga mediante óptica molecular en el Laboratorio de Biofísica, se dieron cuenta de que es posible caracterizar esa cadena en regiones, por lo que en posteriores ensayos diseñaron distintos fragmentos antes de aplicarlos a las mitocondrias. “No puedo explicarlo exactamente, pero en una de las pruebas encontramos que en determinado lugar de la secuencia un pedazo de solo 26 aminoácidos desestabilizaba y alteraba de manera eficaz la membrana que protege la mitocondria”, indica Lemeshko.

Pero cortar un código genético no es la mejor aproximación para estudiar este problema: los investigadores resolvieron sintetizar el pedazo. Esto es, fabricarlo artificialmente, según la información obtenida. De nuevo su efectividad, ahora puntualizada en 26 ‘letras’, se evidenció ante distintas bacterias. El segmento fue examinado por el doctor Manuel Elkin Patarroyo, con equipos de alta tecnología, en la Fundación Instituto de Inmunología.

Aplicaciones de amplio espectro

Con el número 7.041.647 y bajo el título “Péptido sintético con actividad ionofórica y antimicrobiana”*, la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos reiteró la solidez y seriedad del hallazgo y su prometedora utilidad en la medicina, las ciencias veterinarias y la agroindustria.

Un título que apenas si revela la necesidad de proteger con la ley de derechos de autor el conocimiento producido por estos investigadores. Por una parte, porque muchos grupos de investigación en el mundo buscan con insistencia bacterias que maten larvas de mosquito, y la identificada por el profesor Sergio Orduz sólo se ha encontrado en Colombia. Por otra parte, porque Lemeshko y Orduz ya libraron una batalla legal contra un laboratorio holandés. Cuando el péptido llegó a Estados Unidos para tramitar la patente, del País Bajo llegó una protesta que aducía propiedad intelectual, pues tenían el código genético completo de Bacillus thuringiensis; “era casi igual al nuestro, pero los abogados fallaron a favor nuestro, porque teníamos perfectamente identificado el segmento activo (el de 26 aminoácidos), y ellos no”.

De hecho, dos años de espera para obtener la patente implicó, además, indagar en torno a otro de los aspectos, aporte fundamental de la investigación: ¿cómo es el mecanismo que altera tan efectivamente la membrana que protege la célula?

La presión de la llanta de un auto es lo que a la membrana celular su campo eléctrico, de tal manera que si la llanta se perfora, no puede rodar y, en el caso de la membrana celular, si queda sin energía, muere. Así, varias unidades de 26 aminoácidos se dispusieron alrededor de la membrana. Esto permitió crear un canal iónico o hueco para que iones, que normalmente no pasan, entraran y activaran la función natural de muerte celular programada (apoptosis). Al entender ese mecanismo molecular, Lemeshko y Orduz trabajaron en el proceso opuesto. Es decir, lograron desactivar la función de muerte celular inducida por el péptido.

Este modelo de permeabilidad de la membrana los ha conducido a desarrollar 60 péptidos más. 80% de ellos son activos. “Tenemos el cuarto útil lleno de insumos listos para buscar aplicación: plantas transgénicas resistentes a plagas, cremas antibióticas, jabones antibacteriales, biopesticidas, medicamentos para enfrentar la mastitis, drogas antiparasitarias y tratamientos contra el cáncer…”, indica el profesor Sergio Orduz.

Su amplio espectro de aplicación está a la orden del día. Por lo pronto, dos incipientes líneas están siendo promovidas por Lemeshko y Orduz. La primera, con plantas transgénicas, para ello proponen una alianza con el Centro Internacional de Agricultura Tropical (Ciat), y la segunda, probar con líneas celulares de cáncer en trabajo con el Anderson Cancer Medical Center (Houston), uno de los más importantes del mundo en el estudio de medicamentos anticancerígenos.

“Vamos a acostumbrar al mundo a que de Colombia no solo se exportan materias primas, sino conocimiento de punta que compite en calidad y pertinencia con la producida en los países industrializados”, advierte Lemeshko. Con 60 péptidos activos, seguro que esa sentencia será un comienzo promisorio.

* Para consultar la patente, buscar en http://www.uspto.gov

 

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Publicación de la Unidad de Medios de Comunicación -Unimedios- de la Universidad Nacional de Colombia.

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