{"id":3186,"date":"2018-11-19T10:27:22","date_gmt":"2018-11-19T10:27:22","guid":{"rendered":"http:\/\/www.cientificos.pe\/?p=3186"},"modified":"2020-09-12T10:38:24","modified_gmt":"2020-09-12T10:38:24","slug":"serie-premios-nobel-premio-nobel-de-quimica-george-smith-haciendo-de-los-virus-nuestros-aliados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cientificos.pe\/?p=3186","title":{"rendered":"SERIE PREMIOS NOBEL- PREMIO NOBEL DE QU\u00cdMICA: George Smith: Haciendo de los virus nuestros aliados"},"content":{"rendered":"

En la madrugada del d\u00eda 03 de Octubre de este a\u00f1o, George Pearson Smith recibi\u00f3 la noticia de que hab\u00eda sido uno de los ganadores del premio Nobel de Qu\u00edmica. Su primera reacci\u00f3n fue pensar que era una de las tantas bromas que recibi\u00f3 por esos d\u00edas, sin embargo esa llamada en particular era real, lo supo por la interferencia (est\u00e1tica) de fondo. Pues bien, George Smith es un cient\u00edfico estadounidense nacido en Connecticut en el a\u00f1o 1941, formado en Biolog\u00eda y doctor en Bacteriolog\u00eda e Inmunolog\u00eda por la Universidad de Harvard. Despu\u00e9s de algunos a\u00f1os de posdoctorado trabajando bajo la supervisi\u00f3n de Oliver Smithies, tambi\u00e9n ganador de un premio Nobel en Fisiolog\u00eda \/ Medicina, Smith se incorpor\u00f3 como profesor de la Universidad de Missouri, donde permanece hasta la fecha en calidad de profesor em\u00e9rito de Ciencias Biol\u00f3gicas. La Real Academia Sueca de Ciencias decidi\u00f3 otorgarle el Nobel de Qu\u00edmica, que comparti\u00f3 con los cient\u00edficos Frances Arnold y Gregory Winter, por su trabajo en el desarrollo de la t\u00e9cnica de Phage Display <\/em>(\u201cpresentaci\u00f3n en fagos\u201d).<\/p>\n

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George P. Smith<\/figcaption><\/figure>\n

En 1985 George Smith public\u00f3 un art\u00edculo cient\u00edfico en la prestigiosa revista Science titulado \u201cFilamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface<\/em>\u201d, (http:\/\/science.sciencemag.org\/content\/228\/4705\/1315\/tab-pdf<\/a>), el cual represent\u00f3 el nacimiento de la t\u00e9cnica de Phage Display,<\/em> que revolucionar\u00eda diversos campos de la biolog\u00eda. En este art\u00edculo Smith presentaba un m\u00e9todo elegantemente dise\u00f1ado y de extrema versatilidad, en el cual se utilizan virus que infectan bacterias (bacteri\u00f3fagos) para expresar prote\u00ednas de diversas conformaciones en su superficie. M\u00e1s o menos ser\u00eda como comenzar a \u201cprogramar\u201d virus para que \u00e9stos produzcan mol\u00e9culas de inter\u00e9s cient\u00edfico, convirti\u00e9ndolos en nuestros aliados en la ciencia.<\/p>\n

Inicialmente, Smith trabaj\u00f3 dise\u00f1ando y expresando prote\u00ednas de fusi\u00f3n a trav\u00e9s de la inserci\u00f3n de fragmentos de DNA unidos al gen pIII de bacteri\u00f3fagos M13, de esa forma los fragmentos insertados pod\u00edan ser expresados (presentados) en la superficie de los virus modificados gen\u00e9ticamente, unidos a la prote\u00edna pIII, sin afectar su capacidad de infecci\u00f3n ni su viabilidad. A partir de su publicaci\u00f3n esta t\u00e9cnica revolucion\u00f3 el proceso de descubrimiento de mol\u00e9culas con caracter\u00edsticas biol\u00f3gicas altamente espec\u00edficas (deseables), favoreciendo la identificaci\u00f3n de p\u00e9ptidos o fragmentos de anticuerpos que pudieran ser utilizados en \u00e1reas como diagn\u00f3stico de enfermedades, rastrear marcadores biol\u00f3gicos de c\u00e1ncer, detectar toxinas y un sinn\u00famero de aplicaciones de inter\u00e9s biotecnol\u00f3gico y de salud p\u00fablica. Desde su aparici\u00f3n en 1985, la aplicaci\u00f3n de esta t\u00e9cnica ha permitido la publicaci\u00f3n de millares de art\u00edculos cient\u00edficos y un gran n\u00famero de patentes en las m\u00e1s diversas \u00e1reas de las ciencias. En la figura 1 se puede observar de forma resumida el proceso de Phage Display descrito inicialmente por Smith (1985).<\/p>\n

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Figura 1.<\/strong> Representaci\u00f3n gr\u00e1fica del m\u00e9todo de Phage Display propuesto inicialmente por Smith (Basado en informaci\u00f3n disponible en https:\/\/www.nobelprize.org\/prizes\/chemistry\/2018\/popular-information\/) I. Smith introdujo un fragmento g\u00e9nico fusionado con el gene pIII de la c\u00e1psula del virus (fago). El ADN del fago fue amplificado (multiplicado) en una bacteria que sirve de hospedero al virus. II. El fragmento g\u00e9nico insertado que codifica el p\u00e9ptido es expreso fusionado a la prote\u00edna pIII ehttps:\/\/missouri.edu\/news\/nobel-prize-smith.phpn la superficie del fago III. Smith fue capaz de \u201cpescar\u201d (recuperar) el fago utilizando un anticuerpo espec\u00edfico para el p\u00e9ptido.<\/figcaption><\/figure>\n

La elegancia experimental de la t\u00e9cnica de Phage Display reside en que en cada fago utilizado existe una robusta\u00a0relaci\u00f3n genotipo-fenotipo (ADN-prote\u00edna), la cual posibilita que a trav\u00e9s de una t\u00e9cnica relativamente sencilla como la secuenciaci\u00f3n de ADN del fago sea posible definir la secuencia del p\u00e9ptido que est\u00e1 expreso en la superficie de cada virus, permitiendo su posterior producci\u00f3n y optimizaci\u00f3n a trav\u00e9s de diversas t\u00e9cnicas de ingenier\u00eda gen\u00e9tica.<\/p>\n

La construcci\u00f3n de bibliotecas de Phage Display (phage display libraries<\/em>) ha permitido la selecci\u00f3n de una enorme cantidad de mol\u00e9culas con caracter\u00edsticas biol\u00f3gicas y estructurales altamente espec\u00edficas, a partir de grandes colecciones de virus expresando p\u00e9ptidos, prote\u00ednas o fragmentos de anticuerpos (bibliotecas). Uno de los primeros grandes avances en esta \u00e1rea fue la aleatorizaci\u00f3n de las secuencias de los p\u00e9ptidos presentados en la superficie de los fagos, permitiendo de esa forma la construcci\u00f3n de bibliotecas de fagos que pueden llegar a contener varios billones de p\u00e9ptidos diferentes. Por otro lado, esta t\u00e9cnica tambi\u00e9n ha sido adaptada para permitir la expresi\u00f3n de grandes repertorios de anticuerpos diferentes dirigidos contra la misma mol\u00e9cula, haciendo posible la posterior selecci\u00f3n, a trav\u00e9s de rounds de biopanning<\/em> (ver figura 2), de anticuerpos con caracter\u00edsticas altamente espec\u00edficas para los investigadores. Adem\u00e1s, es necesario se\u00f1alar que la construcci\u00f3n de bibliotecas de Phage Display<\/em> ha hecho posible la experimentaci\u00f3n con billones de p\u00e9ptidos o fragmentos de anticuerpos en\u00a0 experimentos \u00fanicos, bajo condiciones experimentales relativamente f\u00e1ciles de controlar en el laboratorio.<\/p>\n

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Figura 2<\/strong>. Representaci\u00f3n gr\u00e1fica del proceso general de biopanning utilizando bibliotecas de Phage Display (Bernedo-Navarro y Yano, 2016)<\/figcaption><\/figure>\n

De acuerdo con diversos cient\u00edficos, la aplicabilidad del m\u00e9todo de <\/span>Phage Display<\/em> podr\u00eda estar limitada apenas por la imaginaci\u00f3n de los investigadores, debido a que su constante uso por la comunidad cient\u00edfica la ha convertid<\/span>o en un m\u00e9todo robusto, altamente vers\u00e1til, potente y adaptable a numerosas condiciones experimentales. \u00c9stas caracter\u00edsticas la convierten en una herramienta poderosa para la generaci\u00f3n de conocimiento que pudiera conducir a encontrar soluciones de inter\u00e9s cient\u00edfico, las cu\u00e1les pudieran ser revertidos en beneficio de la humanidad.<\/p>\n

Informaci\u00f3n adicional:\u00a0<\/strong><\/p>\n

Reviews Phage Display:<\/p>\n