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Programa InfoSalud (Argentina)

Una enzima bioluminescente producida por luciérnagas podría ser usada para detectar el nuevo coronavirus

Publicado em 14 julho 2021

Por José Tadeu Arantes | Agencia FAPESP

Al combinar una enzima que se encuentra en luciérnagas de la especie Amydetes Vivianii, con una proteína capaz de unirse al nuevo coronavirus, investigadores de la Universidad Federal de San Carlos (UFSCar) desarrollaron una nueva estrategia para detectar anticuerpos contra el patógeno causante de la Covid-19 en muestras biológicas.

La enzima utilizada en la investigación pertenece a la clase de luciferasas, cuya función es catalizar reacciones que transforman la energía química en energía luminosa, un fenómeno que se denomina genéricamente bioluminiscencia. Entre todas las luciferasas conocidas, la producida por la luciérnaga Amydetes vivianii es una de las que generan la bioluminiscencia más brillante y estable.

El insecto se encuentra en el campus de Sorocaba de UFSCar y recibió su nombre en homenaje al profesor Vadim Viviani, quien descubrió la especie y clonó el ADN que codifica la luciferasa de esta luciérnaga en bacterias. El investigador también pesquizó la estructura molecular y las funciones de la enzima.

“Tomamos nuestra luciferasa más brillante y la modificamos genéticamente para convertirla en una proteína capaz de unirse a los anticuerpos. Si en la muestra están presentes anticuerpos contra el SARS-CoV-2, se producirá la unión y esto se puede detectar mediante la emisión de luz”, dijo Viviani a Agência FAPESP.

De manera similar, la presencia de proteínas específicas de SARS-CoV-2, que indican infección, puede ser detectada por la molécula bioluminiscente en presencia de anticuerpos específicos.

En el vertiginoso ritmo que ha caracterizado la investigación centrada en la pandemia, el estudio se completó en menos de un año, con recursos exclusivos del Proyecto Temático “Bioluminiscencia de artrópodos: diversidad biológica en biomas brasileños; origen bioquímico; evolución estructural / funcional de luciferasas; diferenciación molecular de las linternas; aplicaciones biotecnológicas, ambientales y educativas”, con el apoyo de la FAPESP.

Patente registrada

Viviani indicó que ya presentó una solicitud de patente para el nuevo sistema bioluminiscente ante el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI). Y dice que el estudio es tan reciente que el artículo que lo describe todavía está en la etapa de redacción.

“Hemos probado con éxito el método para varios anticuerpos, que pueden detectarse mediante técnicas como inmunotransferencias y Western Blot”, afirma Viviani.

“En las inmunotransferencias, las muestras de antígeno se inmovilizan en una superficie. Luego se trata con materiales como el suero sanguíneo del paciente. Si el material contiene el anticuerpo, se une al antígeno, formando el complejo antígeno-anticuerpo, que es revelado por un anticuerpo secundario, generalmente marcado con una proteína que genera una señal fluorescente o quimioluminiscente. En nuestro estudio, el anticuerpo secundario marcado es una proteína con alta afinidad por los anticuerpos, ligada a la luciferasa, que genera bioluminiscencia”, informa Viviani.

Western Blot es un método que permite separar proteínas en una muestra de tejidos biológicos o extractos. El método separa las proteínas mediante electroforesis, técnica que promueve la migración de iones en un campo eléctrico, permitiendo separarlas según su tamaño y carga.

El trabajo se desarrolló en el Laboratorio de Bioquímica y Tecnologías Bioluminiscentes de la UFSCar y contó con la colaboración de Paulo Lee Ho, del Instituto Butantan.

El siguiente paso ahora es saber si la cantidad de anticuerpos presentes en la saliva o el hisopo nasal es suficiente para desencadenar la bioluminiscencia, de modo que el nuevo biosensor pueda usarse en pruebas rápidas y no invasivas para COVID-19.

“Para llevar adelante esta segunda fase de la investigación, ya estamos en conversaciones con el investigador Heidge Fukumasu, de la USP. Otra perspectiva será el uso de la nanotecnología para desarrollar inmunoensayos en colaboración con el grupo de investigación de la profesora Iseli Nantes, de la Universidad Federal de ABC [UFABC]”, dice Viviani.

“Este estudio es un ejemplo de cómo una pequeña especie de luciérnaga puede aportar tantos beneficios a la sociedad. Un ejemplo de cómo la biodiversidad de nuestros bosques y la ciencia, ambas tan severamente amenazadas, pueden, juntas, aportar soluciones innovadoras y agregar valor económico y social a un país en desarrollo como Brasil”, concluyó el investigador.

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