UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

El desenvolupament actual de medicaments innovadors utilitzant materials basats en proteïnes és una necessitat primordial^1,2. No obstant això, la creació de materials proteics versàtils, funcionals i biològicament segurs, sense utilitzar crosslinkers potencialment tòxics, representa un repte^3,4. Per això és necessari dotar de capacitats d'autoassemblatge a polipèptids clínicament rellevants, tot i que això suposa un procés complex d'enginyeria de proteïnes^5,6. Curiosament, la formació de materials proteics supramoleculars és habitual en la natura, però aconseguir la seva fabricació artificial a escala nanomètrica i utilitzant procediments senzills és un desafiament important⁷.

El present estudi exhibeix una aproximació bioquímica innovadora (desenvolupada pel grup de Nanobiotecnologia dirigit pel Prof. Antonio Villaverde Corrales; IBB-UAB, en col·laboració amb el ICTS “NANBIOSIS”, específicament la Plataforma de Producció de Proteïnes del CIBER en Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN) i l’IBB de la UAB) que permet la fabricació de nanopartícules multimèriques mitjançant la interacció entre un pèptid de 6 histidines (cua d’histidines) i cations divalents (p. ex., zinc). L'efecte resultant d'aquest tipus d'unió ofereix una forma sostenible, ecològica i altament eficient de produir nanopartícules amb funcionalitats úniques. Les estructures generades tenen una mida regular (que oscil·la entre 10 i 15 nm), són arquitectònicament estables (especialment a temperatures creixents; de 4 a 50 °C) i posseeixen funcions transversals. A més, actuen com a entitats intermèdies durant la formació de micropartícules proteiques⁸, que imiten els grànuls de secreció humans, capaços d’alliberar de forma efectiva i sostinguda la càrrega terapèutica^9,10.

Una de les característiques més destacades d'aquesta plataforma rau en el fet que la majoria de les proteïnes recombinants produïdes per les indústries bioquímiques i biotecnològiques ja estan equipades amb aquesta cua d'histidines¹¹. Per tant, aquest procediment de biofabricació possibilita la conversió, de manera simple i eficient, d'una àmplia varietat de proteïnes recombinants en els seus respectius formats nano i micro-estructurats de forma econòmica.

Representació esquemàtica del procés de biofabricació de proteïnes amb cua d'histidines amb rellevància biotecnològica. En aquest procés, s'utilitzen cations divalents com a agents d'unió a concentracions variables, amb la finalitat de facilitar la reorganització estructural de les proteïnes en estructures nano i micro-particulades. Creada amb Biorender.com

En resum, aquesta tècnica innovadora constitueix un progrés significatiu en l'àmbit de la biofabricació, atorgant als investigadors una eina de gran abast per a la creació de nanomaterials personalitzats destinats a diverses aplicacions biomèdiques i biotecnològiques. El seu potencial rau en la capacitat de revolucionar els mètodes de producció i ús de les nanopartícules, obrint noves perspectives per a la investigació i el desenvolupament en una àmplia gamma de camps.