Las proteínas terapéuticas se utilizan para tratar una variedad de enfermedades, desde el cáncer hasta la diabetes y, más recientemente, para tratar la obesidad, por tanto, desempeñan un papel vital en la medicina y la biotecnología modernas. Sin embargo, mantenerlas estables y seguras para su almacenamiento y transporte es un desafío, ya que deben conservarse en frío para evitar su deterioro. Para ello se necesitan, actualmente, grandes cantidades de energía y limita su distribución equitativa en los países en desarrollo.

Es por ello que científicos de la Universidad de Manchester, Glasgow y Warwick (Reino Unido) han desarrollado un nuevo enfoque para almacenar y distribuir terapias proteicas cruciales sin necesidad de refrigeradores o congeladores, según el estudio difundido en la revista ´Nature´. El proyecto se sustenta en la obtención de un hidrogel –un material compuesto mayoritariamente por agua– que estabiliza las proteínas, protegiendo sus propiedades y funcionalidad a temperaturas de hasta 50°C.

"La administración y el almacenamiento de proteínas intactas es crucial para muchas áreas de la biotecnología, el diagnóstico y las terapias. Recientemente, se ha descubierto que los hidrogeles pueden utilizarse para evitar la agregación de proteínas, lo que permite mantenerlas a temperatura ambiente o a una temperatura más alta. Sin embargo, separar los componentes del hidrogel de la proteína o demostrar que son seguros para el consumo no siempre es fácil. Nuestro avance elimina esta barrera y nos permite almacenar y distribuir proteínas a temperatura ambiente, sin ningún aditivo", explicó Matthew Gibson, profesor de la Universidad de Manchester.

Innovador mecanismo

El hidrogel está fabricado con un material conocido como gelificador de bajo peso molecular (LMWG), que forma una red tridimensional de fibras largas y rígidas. Cuando se añaden proteínas al hidrogel, quedan atrapadas en los espacios entre las fibras, donde no pueden mezclarse ni agregarse, proceso que limita o impide su eficacia como medicamento.

Las propiedades mecánicas únicas de la red de fibras del gel, que son rígidas pero también quebradizas, garantizan la fácil liberación de una proteína pura. Cuando el gel que almacena proteínas se almacena en una jeringa común equipada con un filtro especial, al presionar el émbolo se obtiene suficiente presión para romper la red de fibras y liberar la proteína. Luego, la proteína pasa limpiamente a través del filtro y sale por la punta de la jeringa junto con un material tampón, dejando atrás el gel.

En su estudio, los investigadores toman como referencia dos proteínas muy empleadas, habitualmente, como la insulina, utilizada para tratar la diabetes, y la beta-galactosidasa, una enzima con numerosas aplicaciones en biotecnología y ciencias de la vida.

"Los resultados de nuestras pruebas son muy alentadores y superan con creces la capacidad de las técnicas actuales de almacenamiento en hidrogel para soportar el calor y las vibraciones. Esto podría ayudar a crear sistemas de suministro mucho más robustos en el futuro, que requieran una manipulación y un control de la temperatura mucho menos cuidadosos", señaló, por su parte, Dave Adams, profesor de la Facultad de Química de la Universidad de Glasgow.

El avance podría mejorar significativamente la accesibilidad a medicamentos esenciales basados ​​en proteínas en países en desarrollo donde puede faltar infraestructura de almacenamiento en frío, ayudando a los esfuerzos para diagnosticar y tratar a más personas con problemas de salud graves. Es por ello que el equipo está explorando, actualmente, oportunidades comerciales para esta tecnología pendiente de patente, además de demostrar aún más su aplicabilidad.