Una enzima bioluminiscente elaborada por una luciérnaga podrá aplicarse en la detección del SARS-CoV-2

Científicos brasileños acoplaron esta molécula a una proteína capaz de unirse al nuevo coronavirus. La presencia de anticuerpos contra el virus en la muestra analizada se confirma mediante la emisión de luz

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Al combinar una enzima hallada en luciérnagas con una proteína capaz de unirse al nuevo coronavirus, científicos de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en Brasil, desarrollaron una nueva estrategia para la detección de anticuerpos contra el agente patógeno causante del COVID-19 en muestras biológicas.

La enzima que se utilizó en esta investigación pertenece al grupo de las luciferasas, cuyo papel consiste en catalizar reacciones que transforman la energía química en energía lumínica, un fenómeno al que genéricamente se le da el nombre de bioluminiscencia. Entre todas las luciferasas conocidas, la que elabora la luciérnaga Amydetes vivianii es una de las que generan la bioluminiscencia más brillante y más estable.

Este especie de insecto habita en el campus de la localidad de Sorocaba de la UFSCar, y se la ha bautizado con ese nombre en honor al profesor Vadim Viviani, quien la descubrió y clonó en bacterias el ADN que codifica a la luciferasa de esta luciérnaga. El científico también investigó la estructura molecular y las funciones de dicha enzima.

“Tomamos nuestra luciferasa más brillante y, mediante ingeniería genética, se la acoplamos a una proteína que posee la capacidad de unirse a los anticuerpos. En caso de que los anticuerpos contra el SARS-CoV-2 se encuentren presentes en la muestra, la unión se concretará y esto podrá detectarse a través de la emisión de luz”, le dice Viviani a Agência FAPESP.

De manera análoga, la presencia de proteínas específicas del SARS-CoV-2 que indican que la infección existe puede detectarse con la molécula bioluminiscente en presencia de anticuerpos específicos.

Al ritmo acelerado que ha venido caracterizando a las investigaciones enfocadas en la pandemia, este estudio se concluyó en menos de un año, con recursos exclusivos del Proyecto Temático intitulado “La bioluminiscencia en artrópodos. La diversidad biológica en los biomas brasileños, el origen bioquímico, la evolución estructural y funcional de las luciferasas, la diferenciación molecular de los faroles y sus aplicaciones biotecnológicas, ambientales y educativas”, apoyado por la FAPESP.

Registro de patente

Viviani comenta que ya ha presentado una solicitud de patente referente al nuevo sistema bioluminiscente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) de Brasil. Y añade que este estudio es tan reciente que el artículo en donde se lo describe aún se encuentra en su etapa de redacción.

“Hemos puesto a prueba exitosamente este método para diversos anticuerpos, que pueden detectarse mediante técnicas tales como las de inmunoblot o electrotransferencia y Western Blot”, afirma Viviani.

“Con la técnica de inmunoblot se inmovilizan muestras de antígenos sobre una superficie. Luego se las trata con ciertos materiales, como el suero sanguíneo del paciente. En caso de que el material contenga anticuerpos, estos se unen a los antígenos formando complejos antígeno-anticuerpo, revelados por un anticuerpo secundario, generalmente marcado con una proteína que genera una señal fluorescente o quimioluminiscente. En nuestro estudio, el anticuerpo secundario marcado es una proteína con alta afinidad con anticuerpos y unida a la luciferasa que genera la bioluminiscencia”, informa Viviani.

Western Blot es un método que permite separar las proteínas en una muestra de tejidos biológicos o extractos. Este método separa las proteínas mediante electroforesis, una técnica que promueve la migración de iones en un campo eléctrico, lo que hace posible separarlos según su tamaño y su carga.

Este trabajo se desarrolló en el Laboratorio de Bioquímica y Tecnologías Bioluminiscentes de la UFSCar y contó con la colaboración de Paulo Lee Ho, del Instituto Butantan.

Ahora, el siguiente paso consistirá en saber si la cantidad de anticuerpos presentes en la saliva o en el frotis o hisopado nasal es suficiente como para desencadenar la bioluminiscencia, de manera tal que el nuevo biosensor pueda utilizarse en testeos rápidos y no invasivos de COVID-19.

“Para llevar a cabo esta segunda etapa de la investigación, estamos manteniendo conversaciones con el investigador Heidge Fukumasu, de la USP. Otra perspectiva residirá en el empleo de la nanotecnología para el desarrollo de inmunoensayos en colaboración con el grupo de investigación de la profesora Iseli Nantes, de la Universidad Federal del ABC [UFABC]”, comenta Viviani.

“Este estudio constituye un ejemplo de cómo una pequeña especie de luciérnaga puede aportarle tantos beneficios a la sociedad. Un ejemplo de cómo pueden la biodiversidad de nuestros bosques y la ciencia, ambas tan severamente amenazadas, juntas, brindar soluciones innovadoras y agregarle valor económico y social a un país en desarrollo como es Brasil”, culmina el investigador.