Por Alejandro Zamponi

Un equipo de la Escuela de Bio y Nanotecnologías de la UNSAM desarrolló un sistema de cromatografía de afinidad para purificación de proteínas: Biomatrix. El sistema es más económico y más rápido que las alternativas en el mercado y fue patentado ante el Instituto Nacional de Propiedad Intelectual (INPI).

Biomatrix es uno de los 300 proyectos que compiten en el Concurso Nacional de Innovaciones Innovar 2022, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. 

El Concurso se realizará en el predio de Tecnópolis entre el 20 y el 22 de Octubre. El equipo  del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas a cargo de Biomatrix está integrado por lxs investigadorxs Gabriel Briones, Mara Roset y el becario doctoral Emanuel Muruaga.

“Este sistema es mil veces más económico y demora minutos en vez de horas, por lo tanto mucho más eficiente que los disponibles comercialmente”, aseguró Gabriel Briones, uno de los líderes del desarrollo. 

“Las proteínas que se obtienen con nuestro sistema pueden aplicarse en la industria de alimentos, para la detección de contaminantes, diagnósticos médicos y para investigación científica. Para la industria de biofármacos por ahora no podría usarse por cuestiones regulatorias”, detalló Briones. Además explicó: “Nuestro sistema utiliza bacterias, lo que implica que al final del proceso puedan quedar restos de endotoxinas en la muestra purificada. En el tracto digestivo estas endotoxinas no generan inconvenientes, en cambio en el torrente sanguíneo podrían ser mortales, por eso se descarta su uso en medicamentos biológicos”, explicó. 

Las proteínas en el siglo XXI

La mayoría de las personas asocian la palabra “proteínas” con personas musculosas que comen clara de huevo o toman licuados con polvo de proteínas enlatadas. Y es correcto: efectivamente se trata de proteínas que favorecen el crecimiento del tejido muscular. Pero es apenas una de las muchas funciones que cumplen las proteínas en el siglo XXI.

Para empezar, las proteínas son las moléculas que le permiten a nuestro organismo cumplir todas sus funciones: sin proteínas nuestras células no podrían crecer y reproducirse, ni defenderse de patógenos. Tampoco podrían procesar los alimentos para obtener energía.

En el siglo XXI, estas moléculas hechas de átomos y aminoácidos -las proteínas- son también la base con la que producimos nuestros medicamentos, diagnósticos, procesos industriales y experimentos científicos.

En algunos casos esas proteínas se pueden extraer de seres vivos: por ejemplo, la insulina está presente en los páncreas de los cerdos. Pero en general se trata de procesos ineficientes, que progresivamente son reemplazados por alternativas biotecnológicas. Hoy nuestras industrias son capaces de producir proteínas a partir de organismos como bacterias, levaduras o principalmente células (de animales, insectos o plantas). Esta posibilidad fue introducida por la biotecnología hace algunas décadas, mediante la edición genética de los organismos. Se los modifica para que expresen o produzcan proteínas que de otra forma no harían o no lo harían en esa cantidad. Estos procesos implican que sea necesario purificar esas proteínas, que son producidas junto con muchas otras moléculas. El equipo de la UNSAM desarrolló un sistema que sirve para ello, y lo hace de manera eficiente, rápida y económica.

Cómo funciona Biomatrix

Actualmente existen diferentes métodos para purificar proteínas. Las tecnologías se distinguen según si purifican a las proteínas en función de sus cargas eléctricas, tamaños, hidrofobicidad u afinidad, entre otras.

La cromatografía por afinidad, en particular, consiste en un sistema de ligandos y receptores, que se encastran como una cerradura y una llave. En el caso de Biomatrix, el ligando además de encastrar perfectamente con la llave (o la proteína en la analogía), posee propiedades magnéticas, lo que permite la purificación del complejo proteína-ligando con imanes. Luego, ese complejo se puede desencastrar mediante cambios en la acidez, liberando la proteína purificada de la Biomatrix magnética. En caso de no contar con imanes para aislar el complejo proteína-ligando, se puede obtener el mismo resultado por centrifugado.

Para mostrar esta el proceso de purificación de BioMatrix el grupo diseñó un experimento: expresó en la bacteria Escherichia coli (aunque podría ser en células de mamíferos o levaduras), una proteína fluorescente que está presente en la medusa Aequorea victoria, que emite fluorescencia verde y la combinó con otra (llamada SLAP) que tiene la característica de unirse a la Biomatrix magnética.
Entonces, se incuba la proteína fluorescente fusionada a SLAP con la biomatrix y luego se purifica el complejo con imanes, en pocos pasos.

Se encuentra disponible un video online donde se explica el sistema.

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