Utilizan plantas para crear nanopartículas con anticuerpos contra el SARS-CoV-2

Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de València (UPV), han obtenido nanopartículas recubiertas con anticuerpos contra el coronavirus (SARS-CoV-2) a partir de ‘biofactorías’ de plantas.

Este método, desarrollado junto con el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas, centro mixto del CSIC y la Universitat de València (UV), es económico y evita la contaminación con patógenos humanos, ha informado el CSIC.

En concreto, han creado nanopartículas con pequeños anticuerpos monoclonales de cadena simple (nanobodies) que actúan contra la proteína que envuelve el coronavirus SARS-CoV-2.

Estas nanopartículas podrían emplearse como reactivo en test de diagnóstico y, tras su evaluación, como fármaco para neutralizar la infección del virus. Los resultados se publican en la revista Plant Biotechnology Journal.

El grupo de investigación liderado por José Antonio Darós en el IBMCP utilizó plantas de la especie Nicotiana benthamiana para producir nanopartículas recubiertas de pequeños anticuerpos monoclonales de cadena simple, también llamados ‘nanobodies’.

Los anticuerpos son moléculas esenciales del sistema inmunitario, capaces de unirse a cualquier estructura extraña para poner en marcha otros mecanismos que destruyen elementos potencialmente peligrosos para el organismo (virus, bacterias, células tumorales…). En concreto, los nanobodies obtenidos en este trabajo actúan contra la proteína S del SARS-CoV-2, la ‘llave’ que permite al coronavirus infectar las células.

La obtención de fármacos a partir de las plantas se remonta a los albores de la humanidad. Ahora se modifica el proceso, convirtiendo a las plantas en fábricas para producir compuestos de interés.

"De la misma forma que se puede extraer un compuesto producido de forma natural por una planta, nosotros inducimos la producción de la molécula que queremos, en este caso las nanopartículas recubiertas con nanobodies", explica Darós.

Para ello, utilizan la capacidad de los virus para infectar a las plantas de forma rápida y sistémica, insertando en el genoma del virus el gen que codifica el anticuerpo que quieren producir.

“En lugar de producir estos nanobodies como moléculas individuales, en este proyecto desarrollamos la producción de nanopartículas, estructuras moleculares cuya escala es nanométrica, que sirven como soporte para la presentación de dichos anticuerpos", revela Darós.

La nanopartícula que utilizan es la propia partícula viral, cuya proteína estructural es fusionada a un anticuerpo, de forma que "al autoensamblarse estas proteínas estructurales obtenemos macromoléculas multivalentes, que presentan cientos de repeticiones del anticuerpo en cuestión" describe.

"Así aumenta su capacidad de acción, ya que los nanocuerpos multivalentes muestran una avidez mayor hacia su diana y, por tanto, son más potentes para neutralizarla", agrega.

Ventajas de utilizar plantas como biofactorías

Este sistema de producción de nanopartículas multivalentes en biofactorías de plantas podría ser usado para producir cualquier nanobody de interés, aseguran los investigadores.

"En particular, las nanopartículas desarrolladas en este trabajo podrían utilizarse como reactivo en test de diagnóstico del coronavirus, como por ejemplo las tiras reactivas ampliamente comercializadas", incide el investigador posdoctoral en el IBMCP y coautor principal del estudio, Fernando Merwaiss.

"En un paso posterior, se podría evaluar su capacidad de ser usadas también como agentes terapéuticos capaces de inhibir la propagación viral", agrega.

Además de su bajo coste de producción (las plantas solo necesitan luz solar, agua, CO2 y algunos nutrientes para crecer), utilizar plantas como biofactorías para generar compuestos de interés farmacológico tiene la ventaja de "la improbabilidad de contaminación con patógenos humanos, la facilidad de escalar la producción y la capacidad de realizar modificaciones postraduccionales similares a las de las células de mamíferos", remarca Merwaiss.

Además, este método añade la posibilidad de producir cientos de nanobodies agrupados en una misma macromolécula multivalente, lo que aumenta notablemente su capacidad de acción.