Los investigadores han desarrollado una herramienta revolucionaria que permitirá hacer frente a futuras pandemias con una rápida respuesta acelerada ya que acelera el desarrollo de vacunas y otros productos farmacéuticos más de un millón de veces, minimizando los costes al mismo tiempo.

En la búsqueda de agentes farmacéuticos como nuevas vacunas, la industria escanea rutinariamente miles de moléculas candidatas relacionadas. Esta novedosa técnica permite hacerlo a escala nanométrica, minimizando el uso de materiales y energía, según publican sus autores en la revista ‘Nature Chemistry’.

Se pueden sintetizar y analizar más de 40.000 moléculas diferentes en un área más pequeña que la cabeza de un alfiler. El método, desarrollado mediante un esfuerzo de investigación altamente interdisciplinar en Dinamarca, promete reducir drásticamente las cantidades de material, energía y coste económico para las empresas farmacéuticas.

Nanotecnología del ADN

El método funciona utilizando burbujas similares al jabón como nanocontenedores. Con la nanotecnología del ADN, se pueden mezclar múltiples ingredientes dentro de los contenedores.

“Los volúmenes son tan pequeños que el uso de material puede compararse a utilizar un litro de agua y un kilogramo de material en lugar de todos los volúmenes de agua de todos los océanos para probar el material correspondiente a toda la masa del Monte Everest. Se trata de un ahorro sin precedentes de esfuerzo, material, mano de obra y energía”, explica el jefe del equipo, Nikos Hatzakis, profesor asociado del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague.

“Ahorrar cantidades infinitas de tiempo, energía y mano de obra sería fundamentalmente importante para cualquier desarrollo de síntesis y evaluación de productos farmacéuticos”, afirma la estudiante de doctorado Mette G. Malle, autora principal del artículo y actualmente investigadora postdoctoral en la Universidad de Harvard (Estados Unidos).

El trabajo se ha llevado a cabo en colaboración entre el Grupo Hatzakis, de la Universidad de Copenhague, y el profesor asociado Stefan Vogel, de la Universidad del Sur de Dinamarca. El proyecto ha contado con una beca del Centro de Excelencia de la Fundación Villum. La solución resultante se denomina “fusión combinatoria de nanocontenedores lipídicos de una sola partícula basada en la fusión mediada por el ADN”, abreviada SPARCLD.

El avance supone la integración de elementos de disciplinas normalmente bastante distantes: bioquímica sintética, nanotecnología, síntesis de ADN, química combinatoria e incluso aprendizaje automático, que es una disciplina de la IA (inteligencia artificial).

“Ningún elemento de nuestra solución es completamente nuevo, pero nunca se han combinado de forma tan perfecta”, explica Nikos Hatzakis.

Resultados en siete minutos

“Lo que tenemos está muy cerca de una lectura en vivo (con resultados en siete minutos). Esto significa que se puede moderar la configuración continuamente en función de las lecturas, lo que añade un valor adicional significativo. Esperamos que esto sea un factor clave para la industria que quiera aplicar la solución”, resalta Mette G. Malle.

Los investigadores del proyecto tienen varias colaboraciones con la industria, pero no saben qué empresas pueden querer aplicar el nuevo método de alto rendimiento.

“Tuvimos que mantener las cosas en secreto porque no queríamos arriesgarnos a que otros publicaran algo similar antes que nosotros. Por tanto, no podíamos entablar conversaciones con la industria o con otros investigadores que pudieran utilizar el método en diversas aplicaciones”, justifica Nikos Hatzakis.

Aun así, puede nombrar algunas posibles aplicaciones. “Una apuesta segura sería que tanto la industria como los grupos académicos dedicados a la síntesis de moléculas largas, como los polímeros, podrían estar entre los primeros en adoptar el método. Lo mismo ocurre con los ligandos de importancia para el desarrollo farmacéutico –añade–. Una belleza particular del método es que puede integrarse aún más, permitiendo la adición directa de una aplicación relevante”.

En este caso, los ejemplos podrían ser cadenas de ARN para la importante herramienta biotecnológica CRISPR, o una alternativa para el cribado y la detección y síntesis de ARN para futuras vacunas contra la pandemia.

“Nuestro montaje permite integrar el SPARCLD con la lectura post-combinatoria para combinaciones de reacciones proteína-ligando como las que son relevantes para el uso de CRISPR –resalta–. Sólo que aún no hemos podido abordar esto, ya que queríamos publicar primero nuestra metodología”.