Las proteínas son el caballo de batalla de la célula, pero la naturaleza a veces tiene espacio para mejorar. Ahora un equipo del Instituto de Diseño de Proteínas (IPD) de la Universidad de Washington y de la Universidad de California San Francisco (UCSF) ha creado una nueva proteína artificial que actúa como un interruptor, convirtiendo las células regulares en «células inteligentes».

Diferentes tipos de proteínas sintéticas están encontrando uso en todo tipo de aplicaciones médicas. En los últimos años, los científicos han encontrado nuevas esperanzas en la lucha contra la malaria y el Alzheimer, mientras que las enzimas sintéticas podrían incluso convertirse en un catalizador para crear vida artificial.

En un par de nuevos estudios, el equipo de IPD y UCSF diseñaron una proteína artificial que puede trabajar dentro de células vivas, manipulando los circuitos internos para realizar acciones específicas. Esto lo hace mediante la detección de cambios en el entorno de una célula y la liberación de un péptido clave que reacciona de una manera específica.

El equipo llama al diseño «Latching Orthogonal Cage/Key pRotein» (LOCKR), y está compuesto por varias moléculas que tienen diferentes funciones. Hay un pestillo, una jaula, una llave y un péptido bioactivo, y es esta estructura la que lo hace particularmente versátil.

Cuando este interruptor biológico está en la posición «off», el pestillo sujeta el péptido a la jaula, donde no puede hacer otra cosa que esperar. Cuando aparece una molécula programada para actuar como una llave, el pestillo se abre repentinamente, liberando el péptido al ambiente exterior. Esto desencadena una respuesta deseada a la demanda, ya sea la autodestrucción de otras proteínas, la expresión de cierto gen u otro proceso celular.

El equipo demostró la técnica con una versión que ellos llaman degronLOCKR. Este sistema fue diseñado para degradar una proteína específica cuando detectó que algo estaba mal con la actividad regular de la célula. Reducir los niveles de esa proteína específica ayuda a restaurar la actividad de la célula, lo que significa que esta «célula inteligente» puede esencialmente corregir estos problemas automáticamente a medida que ocurren.

«LOCKR, y más específicamente, degronLOCKR, abre un nuevo campo de posibilidades para que las células de programación traten una amplia gama de afecciones debilitantes para las que aún no se dispone de tratamientos seguros y efectivos», dice Andrew Ng, co-primer autor de los dos estudios.

Para el primer uso práctico de esta tecnología, el equipo se centra en la lesión cerebral traumática (LCT). Cuando ocurren este tipo de lesiones, el cuerpo a veces puede reaccionar de manera exagerada con niveles de inflamación que son demasiado altos. El equipo espera que degronLOCKR pueda ayudar a detectar la inflamación y regularla, para mantenerla a un nivel seguro pero útil.