Científicos del Technion hallan péptidos cíclicos que inhiben proteínas cancerígenas, abriendo nuevas vías terapéuticas, según estudio de 2019 en Nature Chemistry.
Avance del Technion en péptidos cíclicos contra el cáncer
Investigadores del Technion – Instituto Tecnológico de Israel, en colaboración con científicos de Japón y Estados Unidos, desarrollaron una estrategia innovadora para combatir el cáncer. Identificaron péptidos cíclicos que inhiben la degradación de proteínas que promueven el crecimiento de células cancerosas. Este hallazgo, publicado en Nature Chemistry en 2019, representa un avance significativo en la búsqueda de tratamientos oncológicos. Liderado por el Prof. Ashraf Brik, de la Facultad de Química Schulich, el estudio detalla cómo estas moléculas se unen a cadenas de ubiquitina, un componente clave en la proliferación del cáncer. Los científicos creen que este enfoque podría generar terapias novedosas basadas en péptidos cíclicos.
El equipo, que incluyó al Prof. Hiro Suga de la Universidad de Tokio, al Prof. Aaron Ciechanover, Premio Nobel de Química 2004, y al Prof. David Fushman de la Universidad de Maryland, combinó técnicas químicas avanzadas para superar los desafíos de las cadenas de ubiquitina. Estas cadenas, que normalmente marcan proteínas para su degradación, son manipuladas por las células cancerosas para sobrevivir y multiplicarse. Los péptidos cíclicos actúan bloqueando esta manipulación, lo que impide que las proteínas que alimentan el cáncer se degraden. Este mecanismo ofrece una vía para neutralizar el crecimiento tumoral sin afectar otras funciones celulares.
El descubrimiento se basa en el sistema de ubiquitina, cuya relevancia fue reconocida con el Nobel de Química otorgado a Aaron Ciechanover y Avram Hershko en 2004. Este sistema regula la degradación de proteínas en las células, pero las células cancerosas lo explotan para su beneficio. La investigación del Technion aprovechó métodos químicos desarrollados por Brik para sintetizar cadenas de ubiquitina, junto con la tecnología de Suga para crear bibliotecas masivas de péptidos cíclicos. Esta combinación permitió identificar moléculas con alta afinidad y especificidad para las cadenas de ubiquitina, un objetivo previamente considerado difícil debido a su estructura compleja.
El estudio de 2019 demostró que los péptidos cíclicos inhiben selectivamente la degradación de proteínas que sostienen el crecimiento del cáncer. Los experimentos, realizados en modelos celulares, confirmaron que estas moléculas frenan la proliferación de células malignas sin causar toxicidad significativa en células sanas. Los investigadores destacaron que este enfoque es prometedor para desarrollar tratamientos dirigidos, minimizando los efectos secundarios de las terapias convencionales como la quimioterapia. Además, la flexibilidad de los péptidos cíclicos permite adaptar su diseño a diferentes tipos de cáncer, ampliando su potencial terapéutico.
Datos clave sobre péptidos cíclicos en la lucha contra el cáncer
- Publicación: Estudio en Nature Chemistry, junio de 2019, liderado por Ashraf Brik.
- Colaboradores: Incluyen a Hiro Suga (Japón), Aaron Ciechanover (Israel) y David Fushman (EE. UU.).
- Mecanismo: Péptidos cíclicos se unen a cadenas de ubiquitina, bloqueando la degradación de proteínas cancerígenas.
- Impacto: Posible base para nuevos tratamientos oncológicos con menos efectos secundarios.
- Reconocimiento: Basado en el sistema de ubiquitina, premiado con el Nobel de Química 2004.
Colaboración internacional impulsa la investigación oncológica
La colaboración entre el Technion, la Universidad de Tokio y la Universidad de Maryland fue clave para el éxito del proyecto. Ashraf Brik, quien ocupa la cátedra Jordan e Irene Tark en el Technion, aportó su experiencia en síntesis química de proteínas, mientras que Hiro Suga proporcionó una plataforma para generar bibliotecas de más de un billón de péptidos cíclicos. Esta tecnología permitió evaluar rápidamente miles de millones de moléculas y seleccionar aquellas con mayor capacidad para unirse a las cadenas de ubiquitina. Por su parte, Aaron Ciechanover ofreció su conocimiento sobre el sistema de ubiquitina, y David Fushman analizó las interacciones moleculares mediante técnicas biofísicas avanzadas.
El enfoque del equipo abordó un desafío histórico: la dificultad de diseñar moléculas que se unan específicamente a las cadenas de ubiquitina. A diferencia de las proteínas convencionales, la ubiquitina carece de ranuras claras para la unión de pequeñas moléculas, lo que limita el uso de fármacos tradicionales. Los péptidos cíclicos, sin embargo, ofrecen una estructura más flexible y estable, capaz de adaptarse a las complejas superficies de las cadenas de ubiquitina. Esta propiedad los convierte en candidatos ideales para terapias dirigidas, según los investigadores.
En 2022, un estudio posterior publicado en Nature Communications, también liderado por Brik, amplió estos hallazgos. En colaboración con el Prof. Nabieh Ayoub de la Facultad de Biología del Technion y nuevamente con Hiro Suga, los científicos identificaron nuevos péptidos cíclicos con potencial anticancerígeno. Estos péptidos mostraron una unión aún más específica a las cadenas de ubiquitina, reforzando la viabilidad de esta estrategia. Los ensayos preclínicos en modelos animales indicaron que los péptidos inhiben el crecimiento de tumores sin efectos adversos significativos, un paso crucial hacia ensayos clínicos.
El impacto de estos avances trasciende el laboratorio. La investigación del Technion ha atraído la atención de la comunidad científica internacional y de la industria farmacéutica. Empresas biotecnológicas han mostrado interés en desarrollar fármacos basados en péptidos cíclicos, y se espera que los próximos años vean avances en ensayos clínicos. Los científicos resaltan que, aunque el camino hacia tratamientos aprobados es largo, los péptidos cíclicos ofrecen una alternativa prometedora a los enfoques actuales, que a menudo carecen de especificidad y generan toxicidad.
Contexto del sistema de ubiquitina en la oncología
El sistema de ubiquitina es un mecanismo celular esencial que regula la degradación de proteínas. En condiciones normales, las cadenas de ubiquitina marcan proteínas dañadas o innecesarias para su eliminación. Sin embargo, las células cancerosas manipulan este sistema para degradar proteínas que inhiben su crecimiento, permitiendo su proliferación. Desde el descubrimiento del sistema de ubiquitina en los años 80, liderado por Ciechanover y Hershko, se han aprobado cuatro fármacos oncológicos basados en su modulación, principalmente para el mieloma múltiple. Estos tratamientos han salvado vidas, pero su alcance sigue siendo limitado.
La investigación de Brik y su equipo busca superar estas limitaciones. A diferencia de los fármacos existentes, que actúan sobre enzimas del sistema de ubiquitina, los péptidos cíclicos se dirigen directamente a las cadenas de ubiquitina. Esta estrategia es más precisa, ya que evita interferir con otras funciones celulares. Además, los péptidos cíclicos son más estables y resistentes a la degradación enzimática que los péptidos lineales, lo que mejora su potencial como fármacos. Los investigadores destacan que esta estabilidad es crucial para su administración en pacientes.
El Technion ha consolidado su posición como un líder en investigación oncológica. Desde el descubrimiento del sistema de ubiquitina, la institución ha impulsado estudios que combinan química, biología y medicina. Ashraf Brik, reconocido con el Outstanding Researcher Award de la Sociedad Química de Israel, ha liderado múltiples proyectos financiados por el Consejo Europeo de Investigación (ERC). Su trabajo refleja el compromiso del Technion con la innovación científica y el desarrollo de soluciones prácticas para problemas de salud globales.
El panorama de la investigación oncológica sigue evolucionando. Los péptidos cíclicos representan solo una de muchas estrategias emergentes, pero su capacidad para abordar objetivos moleculares complejos los distingue. A medida que los ensayos preclínicos avancen, el trabajo del Technion podría transformar el tratamiento del cáncer, ofreciendo opciones más seguras y efectivas. La colaboración internacional, respaldada por instituciones de prestigio, asegura que estos esfuerzos continúen generando resultados de alto impacto.