Los anticuerpos, proteínas clave del sistema inmune, combaten bacterias, virus, hongos, parásitos o toxinas, y son la base para crear vacunas contra virus como malaria o COVID-19. Sin embargo, como importar reactivos e instrumentos es costoso, generar estas soluciones en el país es difícil. La tecnología presentación en fagos ayudaría a que los anticuerpos de las gallinas sirvan como materia prima desarrollar este tipo de herramientas.
Dicha tecnología se emplea en biología molecular para producir anticuerpos monoclonales recombinantes, llamados así porque utilizan los fagos, es decir virus que infectan bacterias. Además, por su capacidad de replicar e infectar, su genoma se puede modificar para que estén unidos a algunas proteínas de interés, en este caso los anticuerpos.
Aunque una de las diversas aplicaciones de esta metodología es la producción de vacunas, para fabricar anticuerpos mediante presentación en fagos éstos necesitan de un “ayudante”, y es aquí donde aparecen las gallinas, pues su sistema inmune tendría la llave para que esto sea una realidad.
La investigadora Laura Riascos Orjuela, magíster en Bioquímica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que “para implementar esta tecnología, primero inmunizamos a las aves con fragmentos de una proteína de SARS-CoV-2 llamada Spike, con lo cual esperábamos generar una respuesta inmune del animal frente la proteína, produciendo anticuerpos que en su estructura tienen la capacidad específica de detectarla”.
Pero usted se preguntará, ¿por qué en gallinas? La respuesta está en que sus organismos están muy lejos filogenética y evolutivamente del ser humano, por lo que pueden desentrañar mejor cómo responden a las proteínas de un virus. El proceso es distinto al que ocurre con los modelos mamíferos de estudio como los ratones, que sí comparten algunos genes y procesos biológicos con nosotros.
Además, en contraste con los de ratones, los mecanismos de diversificación de los anticuerpos aviares hacen que la aplicación de la tecnología phage display sea mucho más fácil y económica, pues con solo unos pocos primers, o cadenas cortas de ADN (o material genético), se puede amplificar y replicar lo que está ocurriendo en el sistema inmune del animal.
“Encontramos que la proteína Spike cuenta con dos dominios muy importantes que se debían obtener para inyectar en las gallinas. Para esto se usaron pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para amplificar estas regiones del material genético del SARS-CoV-2; a continuación, se visualizaron los productos obtenidos por medio de la técnica de electroforesis, que consiste en separar las moléculas de ADN mediante electricidad y un gel específico en el que las moléculas se van disgregando”.
“Después estos fragmentos de ADN se insertan en un plásmido que, en palabras sencillas, es una estructura de material genético corta en forma circular que permite poner en un medio de cultivo con bacterias de Escherichia coli, ya que dichos microorganismos se replican muy rápido, lo cual hace fácil obtener mayores cantidades de la proteína Spike para inocular a los animales” , indica la experta.
En el estudio, las gallinas se sometieron a un esquema de inmunización de 28 días, durante los cuales se vacunaron contra los dominios de la proteína del COVID-19, en dosis aplicadas tanto a los días 1 y 14 como a los 21 y 28. A lo largo del esquema se tomaron muestras de sangre para evaluar los anticuerpos presentes allí y monitorear la respuesta de sus sistemas inmunes. También se analizó el título de anticuerpos presentes en sus huevos.
Las gallinas se sacrificaron para extraerles el bazo, en donde se aloja la información genética activa de los anticuerpos. Dicha información se replica en un plásmido especial llamado “fásmido”, que contiene un fragmento del genoma de un fago. Estas moléculas contienen regiones codificadoras de anticuerpos aviares con secciones de bacteriófagos, por lo que son esenciales para crear vacunas o herramientas que permitan detectar y controlar virus. Los anticuerpos aviares tienen mayor precisión para identificar, neutralizar o atacar proteínas específicas.
La profesora María Helena Ramírez, del Departamento de Biología de la UNAL, líder del Laboratorio de Investigaciones Básicas en Bioquímica (LIBBIQ) y quien dirigió la investigación, afirma que “en Colombia esto nunca se había hecho en un modelo aviar, por lo que este es un gran avance para los científicos e investigadores del país; es un primer paso para fomentar la autonomía y no depender de lo que se hace en otros países sobre investigación científica. Lo que sigue es poder separar los anticuerpos del fago para tenerlos libres y emplearlos en cualquier aplicación pertinente”.
