Nanocuerpos en la Bioingeniería

Los anticuerpos son proteínas defensivas que se enlazan a agentes extrañas para ser eliminadas por el sistema inmunológico. Sin embargo, la naturaleza nos ofrece los nanocuerpos, que son dominios protéicos derivados de los anticuerpos de cadena única producidos por camélidos, como camellos, llamas y alpacas. Curiosamente, también son producidos por tiburones. Los nanocuerpos son más pequeños y tienen menor peso molecular que los anticuerpos (15KDa vs 150 KDa). Para producir nanocuerpos, el camélido es inmunizado con el antígeno diana, para después colectar muestras de sangre y extraer los anticuerpos de cadena única. Luego los dominios funcionales son separados a través de una digestión proteica con papaína, enzima extraída de la papaya. Estos dominios retienen completamente la función de reconocimiento de antígenos aun después de ser separados de los otros dominios. Los nanocuerpos pueden entrar a pequeñas cavidades moleculares y al interior de las células, lugares a donde los anticuerpos no pueden acceder debido a su tamaño, además presentan baja inmunogenicidad, es decir producen una reacción inmunitaria baja. Sin embargo, los nanocuerpos son eliminados rápidamente por los riñones. Otra ventaja de los nanocuerpos sobre los anticuerpos, es que pueden ser fácilmente producidos en sistemas de expresiones como E.coli y S. Cerevisae. También presentan mayor solubilidad, estabilidad, vidas medias in vivo.

Dentro de las aplicaciones, los nanocuerpos se pueden usar como agentes de visualización al ser enlazados con fluoróforos, neutralizadores de patógenos y como moduladores de vías intracelulares. Debido a las excelentes capacidades de penetración tumoral y la capacidad de reconocer antígenos únicos, los nanocuerpos son candidatos prometedores para tratar el cáncer. Los nanocuerpos también pueden ser diseñados para enlazarse a receptores específicos en células tumorales. El objetivo sería desencadenar la muerte celular programada a través de la activación de proteínas como la caspasa-3 y la caspasa-8.

En 2018, se produjo un éxito histórico en la aplicación de nanocuerpos, cuando la Unión Europea aprobó caplacizumab para el tratamiento de la púrpura trombocitopénica trombótica adquirida, trastorno poco frecuente de la coagulación sanguínea. Caplacizumab está formado por dos nanocuerpos idénticos que están conectados por tres alaninas. Cómo vemos, los camélidos tales como las alpacas no solo nos proveen de lana sino que también pueden ser usadas como “fábricas andantes” de nanocuerpos.

Referencias

- Jin B-k, Odongo S, Radwanska M, Magez S. “Nanobodies: A Review of Generation, Diagnostics and Therapeutics”. International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(6):5994. https://doi.org/10.3390/ijms24065994

- Srinivasan L. et al. “Development of high-affinity nanobodies specific for NaV1.4 and NaV1.5 voltage-gated sodium channel isoforms”. J Biol Chem. 2022 Apr;298(4):101763. doi: 10.1016/j.jbc.2022.101763. Epub 2022 Feb 21. PMID: 35202650; PMCID: PMC8935509

- Sun S. “Nanobody: A Small Antibody with Big Implications for Tumor Therapeutic Strategy”. Int J Nanomedicine. 2021 Mar 22;16:2337-2356. doi: 10.2147/IJN.S297631. PMID: 33790553; PMCID: PMC7997558.