Resumen de Development of allosteric biosensors for the diagnosis of infectious diseases
Rosa María Ferraz Colomina
Los biosensores representan actualmente herramientas importantes para la detección de moléculas de interés. Los biosensores proteicos destacan por su fácil producción y uso, permitiendo un desarrollo económico de biosensores que pueden ser utilizados en todo el mundo y sobretodo, útiles en países con falta de recursos y tecnología. Un diagnóstico rápido y eficaz de enfermedades infecciosas permitiría un tratamiento más rápido y un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles.En este estudio, el biosensor proteico NF795gpC, útil para la detección de anticuerpos anti-virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), ha sido caracterizado. La proteína NF795gpC es una beta-galactosidasa modificada previamente sintetizada en nuestro laboratorio, que contiene el péptido antigénico P1 de la proteína gp41 de VIH insertado entre los residuos 795 y 796. La inserción de péptidos en lugares permisivos expuestos del enzima, permite la síntesis de proteínas que responden a la presencia de anticuerpos específicos. El hecho de que contengan inserciones, hace que estas proteínas tengan una actividad enzimática reducida. Sin embargo, en presencia de anticuerpos específicos para el péptido insertado, estos enzimas híbridos traducen la interacción antígeno-anticuerpo en un incremento de actividad enzimática fácil de medir. Finalmente, y teniendo un ejemplo previo con el virus de la fiebre aftosa, este principio puede extenderse a la detección de otras enfermedades infecciosas que producen una respuesta immune mediada por anticuerpos.Primero se optimizó el ensayo buscando las concentraciones óptimas de proteína y sustrato y también analizando el efecto sobre sensibilidad, ratio señal-fondo y rango de respuesta, de seis sustratos diferentes. La proteína NF795gpC fue también inmovilizada en un soporte para analizar su capacidad de respuesta en estas condiciones, siendo el primer paso para un futuro desarrollo de un sistema de detección útil para hacer medidas de campo.El análisis de los diferentes tipos de anticuerpos específicos presentes en muestras de suero con el sensor mostró una correlación entre la cantidad de inmunoglobulinas IgG4 y la respuesta, considerándose esta inmunoglobulina como la mayormente responsable de la activación del sensor.Finalmente, nuevos enzimas alostéricos fueron sintetizados para mejorar la sensibilidad del sistema previamente descrito. El hecho de que la proteína NF795gpC contiene solamente un único inserto representa una limitación a la hora de diagnosticar la enfermedad, llegando solo a un 94% de coincidencia entre este y el método estándar normalmente utilizado para diagnosticar VIH. Por tanto, la inserción de otros fragmentos antigénicos del virus en la proteína permitiría aumentar el número de anticuerpos VIH específicos y, por tanto, también aumentar la sensibilidad del sistema. El desarrollo de un sistema mucho más completo representaría un gran avance en la salud pública y también sería de gran importancia para entender mejor el mecanismo de regulación enzimática en biosensores alostéricos.
