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El equipo que conforma OLIGOFASTX está enfocado en el desarrollo de terapias basadas en oligonucleótidos para determinadas enfermedades raras cubriendo todo el ciclo: desde la investigación a la fabricación y distribución de futuros nuevos medicamentos basados en oligonucleótidos. Para ello, las empresas que conforman el consorcio están especializadas en un área que de forma combinada supone una forma de colaboración que permite resultados altamente innovadores.
Dentro de los diferentes ámbitos en los que se está trabajando se encuentra la identificación de nuevas dianas terapéuticas y biomarcadores, de nuevos sistemas de liberación dirigidos que permitan llegar a los tejidos diana de forma más eficiente y el desarrollo de nuevas estrategias innovadoras de síntesis de oligonucleótidos más sostenibles. Y dentro de todo este ciclo, hay un grupo de moléculas que son clave para la síntesis de oligonucleótidos: las enzimas.
Las enzimas son una herramienta fundamental en el avance del tratamiento con oligonucleótidos. Gracias a su capacidad para catalizar reacciones específicas, las enzimas permiten la síntesis y modificación de oligonucleótidos con mayor eficiencia y precisión. En este artículo, exploraremos cómo las enzimas están impulsando el desarrollo y la aplicación de oligonucleótidos en la medicina.
Introducción a las enzimas y su papel en el tratamiento con oligonucleótidos
Las enzimas son moléculas que aceleran las reacciones químicas en nuestro cuerpo y son esenciales para el correcto funcionamiento del metabolismo. En el campo de la medicina, las enzimas también juegan un papel crucial en el tratamiento con oligonucleótidos, que son pequeñas moléculas de ácido nucleico utilizadas para tratar enfermedades genéticas, infecciones virales y cáncer.
Las enzimas son necesarias para la activación y la degradación de los oligonucleótidos en el cuerpo, lo que les permite alcanzar su objetivo terapéutico. Además, las enzimas también pueden mejorar la eficacia y la seguridad de los oligonucleótidos al ayudar a reducir la toxicidad y aumentar la biodisponibilidad. Como resultado, la investigación en el campo de las enzimas y los oligonucleótidos está en constante evolución, lo que lleva a nuevos descubrimientos y tratamientos más efectivos para una amplia variedad de enfermedades.
Enzimas en la biosíntesis de oligonucleótidos
De forma natural se da la biosíntesis de oligonucleótidos en las células de los organismos vivos mediante el proceso de transcripción. A partir de una hebra de ADN se sintetiza una molécula de ARN. El proceso de transcripción está catalizado por las ARN polimerasas. Si no hubiera esta enzima, dicho proceso nunca se daría. En eucariotas hay 3 tipos de ARN polimerasas, cada una especializada en un tipo de ARN diferente: ARN polimerasa I para ARN ribosómico, ARN polimerasa II para ARN mensajero y snRNA y ARN polimerasa III para ARN transferente.
En general, la arquitectura de las polimerasas bacteriana y eucariota es muy similar, aunque la eucariota tiene más subunidades. En ambos casos está todo estructuralmente muy organizado. El DNA atraviesa la estructura de la RNA-polimerasa a través de dos huecos. Los nucleótidos entran por otro hueco distinto y se incorporan al centro activo. Dentro de la enzima queda una pequeña burbuja de transcripción de tamaño fijo que se va moviendo conforme la polimerasa avanza.
Dicho proceso se postula como una nueva técnica de síntesis industrial in vitro de oligonucleótidos, más sostenible, con mayor selectividad y menor coste y por lo tanto es uno de los ejes fundamentales del consorcio español OLIGOFASTX. Nuestra visión es crear una plataforma que facilite y contribuya a la generación en España de un tejido industrial biofarmacéutico especializado en el desarrollo sostenible de terapias basadas en oligonucleótidos.
Enzimas específicas utilizadas en la síntesis química de oligonucleótidos
Por otro lado, las enzimas también son muy utilizadas en numerosas reacciones de síntesis in vitro dada su alta capacidad catalítica. En el proceso de síntesis de oligonucleótidos, basado principalmente en la formación de enlaces fosfodiésteres internucleosídicos también participan enzimas.
En el proyecto OLIGOFASTX se realiza ingeniería enzimática de cara a optimizar las reacciones de transcripción in vitro que mejorar la síntesis de oligonucleótidos con el empleo de dichas enzimas.
Producción de enzimas
Aunque las enzimas estén presentes de manera natural en los organismos vivos, gracias a la biotecnología es posible su producción y uso industrial en beneficio de la sociedad. En el consorcio OLGIFOASTX contamos con socios homologados GMP para la producción de todo tipo de proteínas –incluidas las enzimas- para experimentos preclínicos, ensayos clínicos y comercialización.
Mejoras recientes gracias al uso de nuevas enzimas y técnicas avanzadas
Las enzimas son la clave para el avance constante del tratamiento con oligonucleótidos, y gracias a las nuevas técnicas avanzadas, se han logrado mejoras significativas en el campo de la medicina.
La utilización de enzimas altamente específicas y eficientes ha permitido la creación de oligonucleótidos más precisos y eficaces, lo que se traduce en un mayor éxito en el tratamiento de enfermedades genéticas y crónicas.
Perspectivas futuras sobre cómo las enzimas pueden mejorar aún más el tratamiento con oligonucleótidos
Una de las perspectivas futuras más interesantes es la utilización de enzimas para mejorar la administración de oligonucleótidos en diferentes tejidos y órganos. Además, se están investigando nuevas enzimas que puedan mejorar la estabilidad y la duración de los oligonucleótidos en el cuerpo humano, lo que permitiría reducir la frecuencia de administración y mejorar la eficacia del tratamiento.
También se están desarrollando enzimas que puedan ayudar a eliminar los oligonucleótidos del cuerpo de manera más efectiva, lo que reduciría los efectos secundarios y aumentaría la seguridad del tratamiento.
Otro tipo de enzimas se utilizarían para producir oligonucleótidos ya modificados que puedan ser utilizadas en terapias frente a enfermedades.
En resumen…
En conclusión, las enzimas juegan un papel crucial en el avance constante del tratamiento con oligonucleótidos. Estas moléculas biológicas actúan como catalizadores para acelerar las reacciones químicas necesarias para la síntesis y la degradación de los oligonucleótidos. Gracias a las enzimas, los científicos pueden diseñar oligonucleótidos más complejos y específicos, lo que ha llevado a una mayor eficacia en el tratamiento de enfermedades genéticas y virales.
En OLIGOFASTX investigamos y trabajamos con enzimas, un componente totalmente clave para la mejora de la calidad de vida de los pacientes afectados por enfermedades raras.
Fuentes:
- Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular: https://sebbm.es/
- Asociación Española de Bioempresas: https://www.asebio.com/
- Revista de Farmacia e Investigación: https://www.elsevier.es/es-revista-revista-farmacia-investigacion-141
- Confederación de Empresarios de Farmacia de España: https://www.cefe.es/
- American Society for Biochemistry and Molecular Biology: https://www.asbmb.org/
- Biochemical Society: https://www.biochemistry.org/
- Journal of Medicinal Chemistry: https://pubs.acs.org/journal/jmcmar
- Imagen 1: https://www.the-scientist.com/features/protein-synthesis-enzymes-have-evolved-additional-jobs-67549
- Imagen 2: https://www.genengnews.com/topics/worlds-longest-oligo-produced-using-de-novo-synthesis/