Newsletter #3 – Las larvas (y la biotecnología) contra el coronavirus
“¿Y si probamos con las larvas?”
Sin el contexto, ese interrogante -como otras muchas preguntas- puede sonar fuera de lugar. En este caso, incluso, el contexto tampoco ayuda mucho. Porque estamos en marzo del 2020, período en el que el coronavirus se expandía en todos los rincones del planeta y toda la sociedad se paralizaba ante ese hecho excepcional. Pero si no fuera por esa hipótesis y, sobre todo, por el trabajo constante de los investigadores e investigadoras del Instituto de Nanobiotecnología del Conicet, el impacto de la pandemia hubiera sido muchísimo peor en nuestro país.
Los y las científicos/as utilizaron estas larvas para reproducir -en gran cantidad y a muy bajo costo- la principal proteína de la covid-19 que sirvió, por ejemplo, para el desarrollo de kits de diagnóstico que controlaron los contagios de la comunidad.
Esta es la historia de un proyecto que, impulsado por Ubatec, exhibió las potencialidades de nuestra comunidad científica, las virtudes de la transferencia tecnológica entre la academia y el sector productivo, pero, en especial, brindó soluciones para uno de los momentos más difíciles de los últimos cien años.
Investigación, docencia y desarrollo
Que valga la redundancia: empecemos por el principio. El Instituto Nanobiotec fue creado por un grupo de investigadores e investigadoras hace ya más de 13 años. Tal como su nomenclatura lo indica, los dos ejes centrales del Centro están entrelazados. Se trata de la nanotecnología y la biotecnología. “No separamos un campo del otro”, dice Victoria Miranda, directora del Instituto. “Es que la biotecnología es una disciplina que involucra la aplicación tecnológica de sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados ya sea para la creación o la modificación de productos o procesos”, explica.
En tanto, la nanotecnología -expone Victoria- involucra la manipulación de la materia a una escala nanométrica, es decir, casi atómica y permite crear nuevas estructuras y materiales con propiedades asombrosas para diferentes aplicaciones.
“Por eso decimos que es transversal. Por ejemplo, si estamos buscando producir una proteína recombinante a partir de la infección de un insecto, vamos a necesitar utilizar un baculovirus, lo que implica trabajar con nanopartículas”, describe.
Los proyectos que involucran al Nanobiotec son varios y diversos. La combinación de la biotecnología con la nanotecnología deriva en poder investigar la diversidad microbiana de la Antártida a la purificación de proteínas a escala mundial y hasta crear un área de biofábricas para la producción de proteínas de interés comercial basada en la utilización de larvas.
Además hay líneas de investigación sobre los procesos biocatalíticos (un modelo alternativo en la elaboración de medicinas provenientes de plantas) y la producción de antígenos, por ejemplo, del virus del dengue. Otro grupo trabaja con cultivos vegetales para buscar metabolitos secundarios con la misión de crear insumos farmacéuticos y un área de investigación especializada en el diseño y desarrollo de conjugados moleculares nanoscópicos para el diagnóstico y tratamiento del cáncer y la producción de nanovacunas.
Ante todos estos proyectos (y otros más) por los pasillos del Instituto transitan, día a día, alrededor de 16 investigadores/as con dedicación full time. Pero si se recorre los laboratorios, las oficinas y las aulas, se contabiliza el doble de personas. Es que también pasan sus horas estudiantes de grado y de posgrado. La docencia es otro de los objetivos del Nanobiotec, por eso durante todo el año se dictan clases en las carreras de Farmacia, Bioquímica, Licenciatura en Alimentos y hasta de Gestión de la Innovación, de la Facultad de Económicas.
Victoria añade otro objetivo primordial del Instituto. Es que además de la investigación y la docencia, la directora del Centro remarca la importancia de la vinculación con el sector privado, con la misión de potenciar el desarrollo productivo, una relación que -cuenta- no es muy usual en los organismos científicos. “A mí siempre me gusta trabajar pensando que los proyectos pueden salir del laboratorio y verse reflejado en la comunidad”, explica y agrega que “en Nanobiotec tenemos como misión fomentar la transferencia tecnología para que todos nos podamos beneficiar: las empresas, sus empleados y nosotros, los investigadores/as”.
Lucha contra el coronavirus
“Algo tenemos que hacer”. Esa certeza de Victoria era la misma de otros investigadores/as del Instituto de Biotecnología y Nanotecnología UBA-Conicet a principios del 2020. Los y las científicos y científicas empezaron a pensar en la covid-19 cuando aparecían los casos en China. Al cabo de unas semanas, cuando el arribo del virus al país era inminente, en el Centro hubo un quiebre. “Ninguno hace virología pero cuando comenzó a transmitirse el virus en Argentina, sabíamos que teníamos un compromiso tanto como químicos/as como biotecnológicos/as”, recuerda Miranda.
Con su equipo, la directora de Nanobiotec se puso a investigar las características particulares de este coronavirus. Y cayeron en la certeza que su principal proteína (Spike) era imposible de generarse en los habituales sistemas biotecnológicos debido a su compleja estructura. Los/as investigadores/as pensaron entonces en las larvas de insectos que constituyen plagas en varios rincones del país. La idea era que esos lepidópteros sean las “fábricas” naturales para producir esa proteína super engorrosa (con muchos adobos en su estructura) con una virtud clave: su bajísimo costo, en comparación con otras tecnologías disponibles, que requieren uso de equipamiento sofisticado. Las larvas, en cambio, se crían masivamente en un laboratorio.
Este innovador proyecto biotecnológico para producir la principal proteína del coronavirus fue escrito a contrarreloj por los investigadores/as. Aquel insumo podría ser utilizado en herramientas terapéuticas, diagnósticos y vacunas. En marzo lo presentaron en la convocatoria nacional del Ministerio de Salud, junto con otros 900 proyectos. Solo quedaron 60. Uno de ellos, el del Instituto de Nanobiotec.
La pandemia generó que los plazos sean sumamente cortos: en seis meses no sólo debían generar la producción de la Spike sino también diseñar un kit para analizar la presencia del virus y el nivel de anticuerpos en pacientes enfermos, asintomáticos y vacunas.
Las complicaciones, en tanto, eran variadas. Además de las limitaciones producto del Aislamiento Social Preventivo y Obligatorio (ASPO) la pregunta que resonaba en el Laboratorio era cómo se iban a conseguir las larvas de insectos para los ensayos. El Instituto entró en contacto con Ubatec, quien armó una alianza estratégica con una empresa privada que se dedicaba a criar estos insectos con el objetivo de probar insecticidas en los campos. Tras el acuerdo, la materia prima estaba garantizada.
Ahora bien, ¿cómo es que una larva puede producir la principal proteína del coronavirus? Victoria aclara que es una definición técnica, pero toma el desafío de “bajar al llano”. Lo primero que destaca es que se trata de un proceso que sucede en la naturaleza. “Para que un baculovirus sobreviva, por ejemplo, en el campo, debe infectar a una larva, ésta debe generar muchos baculovirus para que después vengan otras, consuman y se reproduzca el virus”, describe la directora del proyecto de investigación.
Y añade: “Lo que hicimos, con la biología molecular, es tomar el gen de ese baculovirus y lo cambiamos por la proteína Spike. Al infectar la larva con este nuevo virus ocurre lo mismo que sucede en la naturaleza, con la diferencia que, en vez de esa poliedrina, ahora se produce Spike”.
El paso siguiente es extraer la proteína aumentada por las larvas. Allí aclara la directora de Nanobiotec que no hace falta hacer una ruptura celular, sino que directamente se vuelca desde la hemolinfa, lo que sería el equivalente al torrente sanguíneo. La proteína reproducida se purifica, se desechan elementos que no hacen a la investigación y los/as científicos/as se quedan con el producto final.
Victoria aporta otras dos características: la facilidad para criar larvas en el laboratorio (no necesitan ser esterilizadas) y la bioseguridad, al trabajar con baculovirus que no infecta a otros microorganismos, ni a las larvas de otras especies ni tampoco a humanos. Con esas ventajas, en solo seis meses el Instituto consiguió extraer la Spike en alrededor de 10.000 larvas.
Al recorrer las islas del laboratorio se pueden localizar todos los equipamientos necesarios para este innovador proyecto. Incluso se observan las larvas que suelen ser infectadas al cabo de 96 horas. Pero, quizás, lo que más llame la atención son los colores fluorescentes cuando llega el momento de la extracción de la proteína. Es que los/las investigadores/as diseñaron un procedimiento para controlar que los insectos hayan sido infectados con el baculovirus. Por eso, además de incorporar la Spike, en la modificación genética incorporaron otra proteína que, ante los rayos UV, fluorescen. El festival de colores se puede apreciar mejor en este video.
Un futuro alentador
La directora del proyecto no oculta su emoción por los resultados de la investigación. Es que no solo quedó demostrado que las larvas pueden producir, en alta calidad, la tan compleja proteína Spike, sino que el kit serológico sirvió para analizar la evolución y el nivel de los anticuerpos en humanos y mascotas.
También el diseño permitió obtener un suero terapéutico -a partir de aplicarse en caballos- con altísimo poder neutralizante. Y si fuera poco, en base a estos rendimientos, hasta se creó una compañía privada de base tecnológica para comercializar la proteína Spike a varios grupos de investigación.
Por todo esto, Victoria no duda en pronosticar un futuro en el que la articulación entre el saber científico y el sector privado sea cada vez más aceitado y en que la biotecnología tome un papel preponderante para ser la herramienta innovadora para el desarrollo de la sociedad.
Ante los próximos proyectos, la directora de Nanobiotec no dudará en apuntar su hipótesis:
“¿Y si probamos con las larvas?”.
¿Sabías que… El Instituto de Nanobiotecnología está desarrollando sueros terapeúticos para evitar las muertes por picaduras de arañas y taturanas? Se trata de un proyecto de investigación innovador con el objetivo de producir antivenenos necesarios en una situación límite: es que luego del contacto, ya sea con una “araña del rincón” o con una oruga de lepidópteros, el tratamiento médico recomendado implica administrar un suero terapéutico en no menos de las 24 horas posteriores al incidente. Para generar ese producto, los/as investigadores/as decidieron utilizar la biotecnología basada en larvas de insectos, que deriva en una producción a bajo costo y de alta calidad. Además, con esta técnica se evita la necesidad de tener criaderos de lonomias y loxoceles o bien, importar los sueros de otros países. “Es un caso en el que la biotecnología es una solución innovadora para cambiar una lógica de producción de hace cien años y que brinda una solución efectiva para una demanda de la salud pública”, describe Victoria Miranda, directora del proyecto.
Gracias por la lectura. ¡Hasta la próxima!
