Una nueva tecnología convierte células de levadura en microfábricas fluorescentes para descubrir fármacos más seguros, precisos y sostenibles en tiempo récord.
Las terapias con péptidos macrocíclicos representan una nueva frontera en la medicina moderna por su alta precisión, baja toxicidad y excelente estabilidad. Estas moléculas están formadas por cadenas cortas de aminoácidos unidas en forma de anillo, lo que les otorga una estructura rígida y resistente a la degradación. Su capacidad para unirse de forma específica a proteínas diana las convierte en candidatas ideales para tratar enfermedades difíciles de abordar con fármacos convencionales. Pero, ¿cómo fabricar estas moléculas? La producción y el análisis de estos péptidos, sin embargo, ha sido hasta ahora un proceso lento, complejo y poco sostenible.
Un equipo internacional liderado por la Università Ca’ Foscari di Venezia ha desarrollado un método revolucionario para producir y analizar péptidos macrocíclicos usando un viejo conocido: la levadura de cerveza. En colaboración con investigadores de Japón, China, Suiza e Italia, han conseguido transformar miles de millones de células de Saccharomyces cerevisiae en pequeñas fábricas fluorescentes, cada una capaz de generar un péptido único con potencial terapéutico. El estudio, publicado en Nature Communications, presenta una estrategia que no solo acelera el descubrimiento de nuevos fármacos, sino que también lo hace de forma ecológica y eficiente.
El proceso comienza con la modificación genética de las células de levadura, que pasan a producir diferentes péptidos macrocíclicos individualmente. Cuando una célula produce uno de estos péptidos, emite fluorescencia, lo que permite a los investigadores identificar rápidamente las más prometedoras entre cientos de millones. Utilizando técnicas avanzadas de análisis por fluorescencia, los científicos lograron examinar miles de millones de estas «microfábricas» en pocas horas, un avance considerable frente a los métodos tradicionales, que suelen ser lentos, costosos y difíciles de escalar.
Sara Linciano, investigadora posdoctoral en el Departamento de Ciencias Moleculares y de los Sistemas de la Università Ca’ Foscari y autora principal del estudio, explica: “Manipulamos células de levadura para que cada una funcionara como una ‘microfábrica’ fluorescente al producir un compuesto específico. Esto nos permitió analizar 100 millones de péptidos diferentes de forma rápida y eficaz”.
Además de su rapidez, este enfoque destaca por su sostenibilidad. Ylenia Mazzocato, coautora del estudio, señala: “Al aprovechar la maquinaria natural de la levadura, producimos péptidos biocompatibles y biodegradables, lo que los hace seguros para la salud y el medio ambiente: una verdadera ‘farmacia verde’”.
Pero producir los péptidos no es suficiente. Los investigadores también se centraron en entender cómo estos compuestos interactúan con sus objetivos terapéuticos. Zhanna Romanyuk, responsable del análisis estructural, añade: “Usando cristalografía de rayos X, demostramos las excelentes propiedades de unión de estos péptidos, confirmando su precisión y potencia”.
Este enfoque tiene un enorme potencial para acelerar el desarrollo de fármacos dirigidos a objetivos biológicos difíciles o inaccesibles para los medicamentos convencionales. Alessandro Angelini, profesor asociado y coordinador del estudio, lo resume así: “Estamos llevando esta tecnología al límite para crear péptidos macrocíclicos capaces de entregar terapias avanzadas directamente a células específicas. Esto podría revolucionar el tratamiento de muchas enfermedades, con enormes beneficios para la salud pública y el impacto económico”.
La investigación forma parte del Plan Nacional de Recuperación y Resiliencia (PNRR), financiado por el programa Next Generation EU de la Unión Europea, y ha contado con la participación de instituciones como la Kyoto Institute of Technology (KIT), la Academia China de Ciencias, la Universidad de Padua y la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). El proyecto reunió a expertos en química, biofísica, bioquímica y ciencias computacionales, lo que refleja su carácter altamente interdisciplinario.
Parte de esta tecnología ya ha sido patentada por la Università Ca’ Foscari y adquirida recientemente por la startup italiana Arzanya S.r.l. Angelini concluye con una nota esperanzadora: “Ver que nuestra tecnología gana reconocimiento internacional me llena de orgullo. Espero que Arzanya S.r.l. pueda ofrecer a nuestros jóvenes investigadores la posibilidad de desarrollar su carrera aquí en Italia, sin tener que emigrar”.
La levadura, uno de los organismos más antiguos domesticados por el ser humano, se revela así como una aliada inesperada en la medicina del futuro: precisa, rápida y respetuosa con el planeta.
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