Desafíos en la Producción de Anticuerpos con Plantas

Los científicos están buscando maneras de producir proteínas, como los anticuerpos, usando plantas. Una planta popular para esto es la Nicotiana benthamiana, que ayuda a hacer proteínas mediante un proceso llamado agroinfiltración. Sin embargo, a veces las plantas pueden descomponer estas proteínas, lo que hace difícil obtener suficientes de ellas. Este artículo habla sobre los desafíos que enfrentan al usar N. benthamiana para producir un anticuerpo específico que neutraliza el VIH llamado 2F5.

#El Problema con la Descomposición de Proteínas

Cuando se producen proteínas en N. benthamiana, las enzimas naturales de la planta conocidas como Proteasas pueden causar problemas. Estas enzimas pueden cortar las proteínas en piezas más pequeñas o incluso arruinarles. Por ejemplo, el anticuerpo del VIH 2F5 a menudo se daña por estas enzimas cuando se produce en la planta. En investigaciones anteriores, se descubrió que la enzima SBT5.2a es uno de los principales responsables de este daño. Cuando se añadió un inhibidor de proteasas llamado PMSF, se detuvo la descomposición del anticuerpo.

#El Papel de SBT5.2a

SBT5.2a es un tipo específico de proteasa que se encuentra en los fluidos de N. benthamiana. Tras más estudios, se demostró que esta enzima puede cortar el anticuerpo 2F5 en una parte específica de su estructura. Para ver si SBT5.2a es necesaria para cortar 2F5 en los fluidos de la planta, los investigadores realizaron pruebas. Usaron un método de etiquetado especial para visualizar el anticuerpo y confirmaron que la versión etiquetada se descompuso igual que la no etiquetada. Al usar PMSF u otro inhibidor de proteasas, se detuvo la descomposición del anticuerpo, confirmando que SBT5.2a es importante en este proceso.

#Investigando la Acción de SBT5.2a

Para aprender más, los investigadores utilizaron una técnica llamada Silenciamiento Genético Inducido por Virus (VIGS) para bloquear el gen SBT5.2a en N. benthamiana. Cuando hicieron esto, descubrieron que las plantas que no tenían este gen no podían descomponer el anticuerpo 2F5. Esto fue una indicación clara de que SBT5.2a es necesaria para la descomposición del anticuerpo.

#Edición Genómica para Confirmar Hallazgos

En otro enfoque, los investigadores utilizaron la tecnología CRISPR para hacer cambios en el ADN de la planta, eliminando efectivamente los tres genes que producen SBT5.2a. Las plantas resultantes se comportaron de manera similar a las plantas normales, pero carecían de las proteasas activas que podrían descomponer los anticuerpos. Las pruebas mostraron que estas plantas modificadas podían mantener 2F5 intacto en comparación con las plantas normales, sugiriendo que eliminar SBT5.2a podría ayudar a aumentar las cantidades de 2F5 producidas.

#Acumulación de Anticuerpos

Las investigaciones mostraron que en plantas con las enzimas SBT5.2a eliminadas, la cantidad total de 2F5 era tres veces mayor que en las plantas normales. Este hallazgo fue emocionante, ya que sugería que eliminar SBT5.2a podría aumentar la producción de anticuerpos en sistemas de plantas, lo cual es crucial para el desarrollo de medicamentos.

#Pruebas de Secreción

Para averiguar si el anticuerpo 2F5 estaba siendo secretado en los fluidos de la planta, los investigadores realizaron más pruebas. Coexpresaron el anticuerpo 2F5 junto con una proteína fluorescente para rastrear su ubicación. Los resultados mostraron que solo un pequeño porcentaje del anticuerpo fue detectado en los fluidos, mientras que se encontró una mayor cantidad de otra proteína. Esto planteó preguntas sobre si realmente los anticuerpos son secretados desde estas plantas.

#Comparando la Distribución de Anticuerpos

La mayoría del anticuerpo 2F5 permaneció dentro de las células de la planta en lugar de ser liberado en los fluidos, lo que es diferente de lo que muchos esperaban. La creencia típica era que los anticuerpos deberían ser secretados en los fluidos, pero los hallazgos sugirieron que 2F5 puede no estarlo. Estudios anteriores también habían notado bajas cantidades de anticuerpos encontrados en fluidos de plantas, indicando que esto no es un problema aislado.

#Posibles Razones para la Retención

Los investigadores especularon sobre por qué el anticuerpo 2F5 se quedó dentro de las células de la planta en lugar de ser secretado. Se ha sugerido que podría haber señales en la estructura del anticuerpo que impiden que salga de las células. Además, las proteínas chaperonas pueden unirse a los anticuerpos y evitar que sean secretados.

#Conclusión

Esta investigación resalta importantes desafíos y posibilidades en el uso de N. benthamiana para producir proteínas terapéuticas, especialmente anticuerpos como el 2F5. Al eliminar ciertas proteasas, fue posible aumentar la cantidad de anticuerpos producidos, mostrando que los sistemas de plantas pueden ser optimizados para un mejor rendimiento. Al mismo tiempo, puso en duda la creencia común de que los anticuerpos son secretados principalmente desde las plantas.

En general, este estudio abre nuevas avenidas para mejorar la producción de proteínas en plantas y mejora nuestro conocimiento sobre cómo se comportan estas proteínas dentro de los sistemas vegetales. Refuerza la idea de que entender cómo manejar y manipular las enzimas de las plantas es vital para una producción exitosa de proteínas, especialmente en el contexto de desarrollar terapias contra enfermedades como el VIH. A medida que los investigadores continúan explorando estos métodos, esperan refinar el proceso para obtener mejores resultados en la expresión de proteínas usando plantas.