¿Se curan dolencias graves con nanocuerpos de camélido? | DW Documental

¿Se curan dolencias graves con nanocuerpos de camélido? | DW Documental

[Música] los camellos se consideran mansos las llamas por el contrario suelen tener mal humor y la lana de alpaca es conocida por abrigar bien pero quién Hubiera pensado que estos animales de la gran familia de los camélidos un día provocarían Una Revolución médica todo empezó con un descubrimiento casual cidad libre de Bruselas [Música] [Música] todo empezó aquí en el departamento de biociencias aplicadas ser molder formó parte del equipo del profesor remond hamers aquí en 1989 todavía le gusta contarle a su so el espectacular descubrimiento les hablaré de las prácticas que hicimos aquí hace 30 35 años como saben nuestro sistema inmunológico reacciona ante una infección bacteriana produciendo anticuerpos se adhieren a las bacterias y las destruyen [Música] los anticuerpos Son elementos clave del sistema inmunológico están especialmente diseñados para reconocer y eliminar cuerpos extraños es decir antígenos en el cuerpo ese día el profesor hamers y sus estudiantes debían aislar e identificar anticuerpos de muestras de sangre pero hubo problemas algunos estudiantes se negaron a donar sangre y también temían que la sangre de sus compañeros pudiera estar infectada con hepatitis o hib además no querían matar un ratón para un tonto experimento por eso hamers dijo tenemos sangre de dromedario En el congelador un sustituto adecuado Los estudiantes se pusieron a trabajar a conciencia pero hubo una sorpresa además de los anticuerpos clásicos el experimento reveló otros anticuerpos con un peso molecular mucho menor Tenían un peso molecular de solo 90000 Esto fue sorprendente porque normalmente conejos ratones o cocodrilos el peso molecular de las inmunoglobulinas siempre es de 160,000 los alumnos del profesor hammers habían descubierto un anticuerpo hasta ahora desconocido en un ser vivo su bajo peso se debe a que tiene menos cadenas de aminoácidos que los anticuerpos clásicos para estar seguro repitió el experimento con muestras de sangre del zoológico de Bruselas repitió las pruebas no solo con camellos sino también con llamas y alpacas y descubrió que además de los anticuerpos clásicos todos ellos también tienen mini anticuerpos hasta ahora desconocidos los científicos se preguntaron si se trataba de restos de un sistema inmunológico primitivo o de anticuerpos que Realmente funcionan para averiguarlo Los investigadores no solo necesitan sangre sino un camello debían inyectarle un antígeno por ejemplo un virus inactivado luego esperaron a ver si el sistema inmunológico producía esos pequeños e inusuales anticuerpos enua como no podían volver a utilizar los animales del zoológico debieron improvisar como nos estábamos quedando sin dinero le pedimos a nuestro técnico un marroquí que tomara algunos antígenos y visitara a su tío que era agricultor en las montañas del Atlas para inocular a su dromedario lo inyectó durante el ramadán en las vacaciones de verano y el día de año nuevo un año y medio después obtuvimos la muestra de sangre cómo reaccionó el dromedario a los antígenos realmente formó mini anticuerpos específicos contra El Invasor los científicos finalmente pudier analizar la sangre del animal el método aquí presentado hace visible el reconocimiento del antígeno por el anticuerpo mediante una reacción de color se molder recuerda el momento decisivo si no vemos una reacción significa que el camello no puede producir una respuesta inmune contra el antígeno o la vacuna Entonces no necesitamos continuar luego de media hora las muestras se vuelven amarillentas lo que significa que los mini anticuerpos funcionan perfectamente por tanto pueden unirse específicamente al antígeno para desencadenar una respuesta inmunitaria y eliminar a Los Invasores pero ser molder hace un descubrimiento que lo cambiará todo cuando analiza el extremo del anticuerpo esta parte variable se adapta a diferentes virus bacterias u otros antígenos para poder adherirse a ellos el científico demuestra que a diferencia de las variantes clásicas esta parte del anticuerpo se puede separar de su base sin sufrir daños el diminuto fragmento de anticuerpo demuestra ser extremadamente robusto y conserva toda su capacidad de adherencia es un una estructura que ya no puede desencadenar una respuesta inmunitaria pero debido a su tamaño robustez y capacidad de adherencia representa una herramienta extremadamente prometedora para la medicina nunca se olvida algo [Música] así es como el nacimiento de tu primer hijo [Música] investigaciones de campo con Este descubrimiento como precaución serge MM y sus colegas remond hammers y cecil casterman presentaron una patente en 1993 que prohibía su uso comercial durante 20 [Música] años luego publicaron su descubrimiento El pequeño anticuerpo de camello con un extremo removible tiene su Debut rápidamente despierta el interés de investigadores y laboratorios de todo el [Música] mundo como aquí en este laboratorio de Marsella donde el biólogo estructural Alan rousel trabaja en el nuevo anticuerpo desde su [Música] publicación aquí en Marsella se encontró por primera vez la estructura de un Nano anticuerpo mismo tiempo que en Bruselas en aquel entonces vimos esta forma que determina las propiedades de la molécula en particular tres grandes bucles en forma de dedos que se adhieren al antígeno gracias a los avances en el modelado el panorama evolucionó desde entonces Se confirma que la capacidad de adherencia de la Nan cabeza es tan específica y precisa como la de los anticuerpos clásicos [Música] como muchas proteínas Este nanoc cuerpo consta de superficies más o menos planas con hendiduras y protuberancias que se ajustan a las protuberancias y hendiduras del antígeno las dos moléculas encajan perfectamente y se complementan en su estructura [Música] espacial si observamos más de cerca Estación a niv de losos vemos que en realidad se tocan entre sí estos fuertes enlaces entre un átomo de oxígeno y un átomo de nitrógeno aseguran que el anticuerpo y el antígeno estén conectados la complementariedad de la forma está en el rango de los nanómetros es decir 10 elevado a men1 Met Esta es la magia de la biología y la naturaleza en resumen es alta tecnología nuclear en un vehículo diminuto e infinitamente disponible una herramienta con la que nadie hubiera soñado jamás un descubrimiento en el que el azar jugó un papel importante la historia de la ciencia está llena de descubrimientos e ideas inesperados que van más allá del objetivo de la investigación original de la Aspirina la dinamita y los rayos x hasta la estructura del ADN avances científicos que difícilmente hubieran sido posibles sin una combinación de suerte e Ingenio el fenómeno es tan común que incluso tiene un nombre serendipia El origen de este extraño término también es sorprendente se remonta a un cuento persa del siglo XV que cuenta el viaje de los tres hijos del rey de serendib Y contiene una descripción precisa de un camello que había pasado por un lugar antes que ellos la serendipia es una mezcla de observaciones casuales y previsión y el camello es un personaje central tanto Entonces como ahora [Música] Pero qué debía pasar a continuación con los nanu recién descubiertos Cómo se puede investigar su uso para comercializar medicamentos adecuados dej esto deliberadamente en manos de otros yo era demasiado científico y no quería comprometerme con proyectos limitados para desarrollar productos comerciales eso no me interesó seguí en el camino académico nunca se ha arrepentido de su decisión y se quedó con dos alpacas cuyo único trabajo hoy es mantener corto el pasto en su [Música] huerto ellos son Paco y los dos son como dos personajes de dibujos animados dos bandidos que siempre pueden escapar luego de que escaparan una vez del corral los llamamos así los usos de los Nano anticuerpos se exploraron por primera vez en Bélgica donde revelaron algunas de sus sorprendentes capacidades Antonela fioravanti es investigadora de la Universidad donde se realizó el descubrimiento en 2014 se interesó por una enfermedad rara pero aún potencialmente mortal el carbunco también llamado Antrax es causado por la bacteria bacilus antrasis un patógeno complejo y poco investigado la primera vez que oímos hablar del carbunco es en la Biblia era la quinta Plaga de Egipto Así que el Antrax siempre existió la enfermedad afecta a los animales de sangre caliente incluidos los humanos ocurre en todo el mundo y Existen tres vías diferentes de infección la piel los pulmones y los intestinos una infección es extremadamente difícil de tratar [Música] la infección respiratoria es particularmente mortal e inspiró los planes para el uso de armas biológicas durante la Segunda Guerra Mundial en 2001 c personas murieron en Estados Unidos debido aas contaminas Pero cómo es la bacteria y cómo se la combate es una bacteria patógena por ello el laboratorio tiene un nivel de seguridad [Música] especial aquí hay una colonia de bacilus anasis ahora tomo las esporas Y preparo un ambiente en El que puedan crecer la atención se centra en una propiedad especial de estas bacterias un bacilus antrasis consta de varillas alargadas que forman cadenas están rodeados por una armadura de proteínas que funciona como un exoesqueleto si la eliminas las bacterias se vuelven muy elásticas por eso se me ocurrió la idea de destruir esa coraza la investigadora piensa en los nanocube penetrar la armadura de las bacterias se necesita una llama para la prueba le inyecta la proteína que forma la armadura y al cabo de de unos meses el animal produce nanoc cuerpos específicos para esta proteína Antonella fioravanti los combina con las bacterias y el resultado es sorprendente estas son células no tratadas su superficie es Lisa tratadas como nanocube la bacteria se deteriora los nanocube penetrar la armadura y desmantelar ya que son muy [Música] pequeños animada por su descubrimiento la investigadora quiere probarlo en ratones [Música] vivos los ratones fueron infectados con Antrax y luego recibieron los nanocube y yo no esperábamos que sobrevivieran a los experimentos Pero entonces los ratones empezaron a recuperarse y el domingo por la mañana Philip me llamó y me dijo aún viven solo en el grupo de control todos murieron salté de alegría mientras mientras todavía desayunaba en pijama lloraba Dios mío lo salvamos Qué locura funciona ese fue uno de los días más hermosos de mi vida Esto abrió muchos nuevos enfoques de investigación y la posibilidad de nuevas terapias contra bacterias similares un gran éxito [Música] el nanoc cuerpo celebra nuevamente un éxito espectacular en Bélgica en Gante aquí tiene su sede la empresa abling una empresa emergente fundada en 2001 para desarrollar aplicaciones para el nanoc cuerpo hoy una verdadera historia de [Música] éxito el descubrimiento de un nuevo tipo de anticuerpo en camellos allanó el camino para décadas de Innovación yujo fundación de en 2001 Los pequeños anticuerpos fueron llamados [Música] gros plan Sur Sanofi qui va dépenser 3,9 milliards d’euros 3900 millones una suma que da una idea del potencial de los nanu Sanofi lanzó al mercado la primera aplicación concreta en 2019 con un fármaco que combate un trastorno autoinmune de la coagulación sanguínea mortal en el 0% de los casos Si no se trata el [Música] attp Natalie padece esta enfermedad con el complicado nombre de púrpura trombocitopénica trombótica [Música] adquirida gracias la medicación su vida ya no corre peligro está en tratamiento con el profesor copo especialista en esta enfermedad funcionó bien el tratamiento sí me va muy bien en esta fase todo vuelve a la normalidad pero debe acudir a un control cada TR meses en principio de por vida de acuerdo me salieron moretones en el cuerpo así sin más sin motivo alguno comenzó en las piernas y luego se extendió hacia arriba pensé que me había golpeado y no lo había notado porque soy muy activa soy profesora hago yoga y tengo niños pequeños estoy en constante movimiento sem pero luego de dos semanas Pensé que algo Andaba mal mis brazos estaban Azules y tenía una gran mancha en la mano eso no era normal esta enfermedad provoca la formación de cuágulos de sangre en los vasos de la mayoría de los órganos normalmente en el cerebro y el corazón pero también en el tracto digestivo y los riñones si no hacemos nada los órganos fallan y el paciente muere los [Música] [Música] nanocube recambio plasmático y terapias inmunosupresoras los pacientes no solo reaccionan más rápido sino que la reacción positiva también dura más eso es nuevo así podemos finalizar el recambio plasmático mucho más rápidamente y reducir el número de tratamientos para estos pacientes a la mitad malad El pequeño nanoc cuerpo se convirtió hace tiempo en un recurso de la investigación [Música] médica se originó a partir de la peculiaridad del sistema inmunológico de los camellos Pero de dónde vienen estos superpoderes [Música] cerca de Viena Pamela Burger Investiga la genética de esta antigua familia de animales se centra especialmente en el árbol genealógico de los camellos que ha sufrido numerosos cambios a lo largo de su evolución la familia de los camélidos proviene de América del Norte donde surgió hace aproximadamente 45 millones de años al principio no eran más grandes que una cabra pero a lo largo de millones de años searoll diferentes especies de camellos más grandes y más pequeños hace unos 15 millones de años se dividieron en dos linajes los camellos del nuevo mundo y los del Viejo Mundo el camello del Nuevo Mundo emigró América del Sur está representado hoy por la llama la alpaca el Guanaco y la vicuna el camello del Viejo Mundo fue el que emigró a través del puente de Bering hacia Asia y de allí a [Música] África el desarrollo de nanocube ser hace más de 15 millones de años ya que se encuentran en ambos linajes el sistema de nanocube evolución los animales desarrollaron mecanismos exitosos para combatir las enfermedades por supuesto su larga evolución ha dejado su huella Pero por qué los camélidos Yo diría que fue una coincidencia gran parte de la evolución fue casualidad prueba y error se heredó y muchas otras cosas desaparecieron pero no sé por qué otros animales no han desarrollado las mismas estrategias Aunque la familia de los camélidos todavía guarda muchos secretos comparten ahora su sorprendente sistema inmunológico con los [Música] humanos estas alpacas cerca de París pertenecen al instituto paster y forman parte activa de importantes programas de investigación el inmunólogo Pierre laf es el supervisor de este pequeño [Música] rebaño interesan los anticuerpos de camélidos desde hace décadas desde los descubrimientos del profesor ham al principio se reían porque investigamos las alpacas hoy este trabajo se volvió tan importante que todos lo entienden las inoculo contra varias proteínas especialmente contra Alzheimer luego les extraemos sangre que luego analizaremos en el laboratorio después las dejamos tranquilas por unos años Bien listo Ahora tienes 2 años de paz Ahora hay que extraer los anticuerpos que el animal ha formado contra la proteína característica de la enfermedad de alzheimer de estos pocos mililitros de sangre hay menos de una docena entre varios millones fue en estos edificios donde Lis paster desarrolló la vacuna contra la rabia en el siglo XIX aú hoy el Instituto sigue buscando nuevas terapias gracias a los mini anticuerpos de sus alpacas pudimos producir anticuerpos contra el covid el sica y recientemente contra la viruela cmica o contra objetivos cerebrales como los receptores de [Música] nicotina mi investigación se centra en la enfermedad de alzheimer intentamos desarrollar anticuerpos especiales para diagnóstico y más adelante también para tratamiento o Dicho de otro modo los nanocube [Música] la de sang y se introduce en las [Música] bacterias aquí hay mil millones de bacterias que contienen el ADN de alrededor de 100 millones de anticuerpos diferentes mediante una selección aisem progresivamente los 10 mejores nanu del antígeno de partida [Música] primero se utiliza un virus especial que elimina el 99% de los nanoc cuerpos no coincidentes los últimos 1000 candidatos son entregados a un robot que prueba individualmente si pueden reconocer la proteína de alzheimer todo el proceso toma unos TR meses al final de los 100 millones de nanu solo quedan dos que son aptos para más experimentos los nanu seleccionados están destinados a la investigación del Alzheimer en el instituto de investigación neurológica aquí los pequeños anticuerpos de pier laf Se esperan con impaciencia [Música] que experimenta con nuevos métodos de diagnóstico de la [Música] enfermedad el alzheimer afecta directamente a la gran red de comunicación de las neuronas se forman depósitos de proteínas que bloquean el flujo de información pero las propias neuronas también se degeneran [Música] mueren la enfermedad inicialmente afecta la memoria y luego causa daños irreversibles a otras áreas del cerebro para que las terapias existentes sean efectivas es necesario reconocerlas lo antes posible es fundamental descubrir rápidamente los depósitos de proteínas que poco a poco se van aglutinando en el cerebro aquí entran en juego los nanu Pero primero hay que probar su capacidad de reacción es muy interesante ambos anticuerpos funcionan muy bien este detecta los depósitos es un ratón transgénico que está lleno de estos depósitos las placas están todas marcadas parece el cerebro de un paciente con alzheimer el anticuerpo solo detecta la placa sin ruido de fondo perfecto el otro anticuerpo que reconoce la segunda lesión clásica de la enfermedad de alzheimer las alteraciones neurofibrilares ha detectado de forma fiable todas las lesiones y todos los daños tisulares estamos aquí en el hipocampo el centro de la memoria humana y todas estas son neuronas marcadas que su anticuerpo ha reconocido el experimento con muestras de tejido de cerebros de ratones se lleva a cabo ahora en un animal vivo el ratón Ya está bajo el microscopio esta vez el objetivo es comprobar si los [Música] nanocube para qué para que los patógenos y toxinas de la sangre no lleguen al cerebro la desventaja de esta Barrera es que moléculas importantes como los anticuerpos no pueden atravesarla excepto tal vez los de camello y por supuesto su pequeño tamaño también marca aquí la diferencia al principio está muy oscuro poco a poco van surgiendo formas en tiempo real vemos el anticuerpo saliendo de los vasos sanguíneos supera la Barrera hematoencefálica y ahora se difundirá lentamente y se adherirá a las placas bien las placas son visibles aquí tenemos toda la marcación de anticuerpos en vivo en el organismo vivo esta tecnología impensable hace apenas unos años Abre ahora nuevas perspectivas para el tratamiento de la enfermedad [Música] hay futuro para estos nanoceram esto nos permite hacer un diagnóstico temprano y permite rastrear los beneficios de diversas terapias para disminuir el daño una gran Esperanza ante una enfermedad que afecta cada año a varios cientos de miles de personas en Alemania y Francia según estimaciones son casi 10 millones de personas en todo el mundo pero el nanoc cuerpo tiene aún más que ofrecer puede revelar mecanismos que tienen lugar en lo profundo del [Música] organismo Esa es la idea de ulrich rot bawa quiere utilizar el pequeño tamaño del nanoc cuerpo para introducirlo en células vivas y controlarlas [Música] una tarea para la que primero hay que mejorar el vehículo los nanocube hacerlos visibles y para ello acoplamos los nanocube [Música] [Música] en las células vivas ocurren procesos dinámicos y los cromocar también en células vivas se pueden representar los procesos y visualizar los cambios dinámicos en la célula en tiempo real de hecho el crom cuerpo se une al objetivo de la célula que fue diseñado trazarán y mostrará sus movimientos lo que vemos aquí es un cromocar en detalle como este virus hib se adhiere a la membrana plasmática de la célula y se libera allí para luego infectar las células vecinas los croc cuerpos ya se utilizan hoy día para estudiar los efectos de determinados fármacos en las células en particular en las terapias contra el cáncer aquí se puede ver un cromocar se mueve hacia la envoltura nuclear y esto permite observar la división de esta célula cancerosa un proceso importante Por ejemplo si quisiera desarrollar un principio activo que impida que las células cancerosas se dividan puedo probarlo en este línea celular veríamos inmediatamente en qué momento y en qué cantidad este ingrediente activo detiene esta célula cancerosa y podríamos verlo en vivo esto ayuda a seleccionar los productos farmacéuticos en una fase muy temprana y por tanto ahorra una cantidad considerable de dinero en el desarrollo de nuevos principios activos en la investigación del cáncer los nanocube cada año se descubren más de 18 millones de nuevas enfermedades en todo el mundo y casi 10 millones de pacientes con cáncer fallecen aunque ya existen muchas terapias contra el cáncer a menudo carecen de precisión la quimioterapia ataca a células enfermas pero también a las sanas se necesitan procedimientos mucho más específicos desde su descubrimiento los nanocube [Música] [Música] a otras moléculas con el fin de formar un compuesto con un isótopo radioactivo la terapia Aún se encuentra en fase de prueba pero algunas de sus propiedades ya se están probando clínicamente en este caso el nanocube Aquí vemos un ganglio linfático de alta [Música] captación Y esta es la lesión mamaria que también muestra una alta captación del marcador el objetivo del nanocube si El tumor sus metástasis y los ganglios linfáticos metastásicos tienen alta expresión de hr2 así sabemos si el paciente está respondiendo a la terapia Esta es otra ventaja porque la terapia se puede adaptar a la naturaleza del cáncer a largo plazo sin embargo Los investigadores quieren dotar al nanoc cuerpo de una carga radiactiva mucho más potente [Música] el nanocube y no queremos que la parte que no está unida al tumor permanezca en el cuerpo durante mucho tiempo dado que los pequeños nanoc cuerpos se excretan rápidamente ofrecen una seguridad perfecta la joven empresa ahora debe completar una larga serie de pruebas necesarias para la aprobación de la terapia queremos demostrar la seguridad y eficacia de nuestro fármaco en estudios clínicos el camino desam hasta el paciente tomará más de 10 años los nanocube [Música] [Música] ventajas físicas y químicas los nanua de que pueden producirse de forma especialmente sencilla y económica esto los hace asequibles para muchos laboratorios de investigación y sus [Música] proyectos los camélidos son maestros en reducir los anticuerpos y para algunos son como una especie de reyes de la [Música] biotecnología y casi nadie lo habría sospechado [Música] B [Música]

Los nanocuerpos de la sangre de camélido están causando una revolución médica. Gracias a sus propiedades, pueden tener múltiples usos, tanto en enfermedades infecciosas como en la lucha contra el cáncer o Alzheimer.

Son diminutos anticuerpos con grandes efectos: la sangre de los camélidos tiene superpoderes inmunológicos. Todo empezó en la década de 1990 con un descubrimiento casual en la Universidad Libre de Bruselas: al utilizar sangre de dromedario en un experimento, unos estudiantes hallaron unos anticuerpos desconocidos hasta entonces. Los científicos de la universidad advirtieron que estos anticuerpos aparecen en todas las especies de camélidos. Pero, sobre todo, que tienen propiedades asombrosas: de la base del anticuerpo pueden separarse pequeños fragmentos sin causarles ningún daño y sin que pierdan capacidad de unión.

Así nació el nanocuerpo, una molécula diminuta y extremadamente robusta que, gracias a su pequeño tamaño, puede penetrar en zonas en las que los anticuerpos no caben y adherirse a antígenos patógenos.

Este descubrimiento desencadenó una ola de innovaciones y grandes expectativas entre las grandes farmacéuticas. En 2018 se lanzó el primer medicamento basado en nanocuerpos para tratar un trastorno autoinmune de la coagulación de la sangre. No tardaron en desarrollarse otras posibles aplicaciones. En el tratamiento del cáncer, el diagnóstico del Alzheimer o la eliminación de bacterias patógenas, los anticuerpos de camélido son tan eficaces que muchos centros de investigación médica ya cuentan con rebaños de llamas o alpacas.

Pero, ¿por qué tienen precisamente los camélidos tales superpoderes inmunológicos? Con la ayuda de microbiólogos y zoólogos especializados, el documental explica las sorprendentes propiedades de estos mamíferos y la revolución médica de los nanocuerpos.

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